题目内容

(16分)如图(a)所示,一只昆虫水平飞向一个原来静止悬挂着的单摆,并抱住摆球,结果使单摆做简谐运动,其振动图象如图(b)所示,已知摆球的质量是昆虫质量的5倍,求:昆虫飞来时速度的大小。

解析

设昆虫的质量是m,则单摆的质量为5m,昆虫飞来时速度为v0,昆虫抱住摆球一起摆动时的初速度为u

昆虫飞来并抱住摆球,此过程摆球、昆虫水平方向上动量守恒有,

mv0=(5m+m)u    ①(3分)

昆虫与摆球以共同速度u摆到最大高度h,机械能守恒,得

6mu2=6mgh ②(3分)

由振动图象及单摆周期公式知

所以m  ③(3分)

画出位置示意图如图所示,由图中可知,根据相似三角形得,

因从图象上可以看出昆虫和摆球一起振动的过程中振幅为10cm, 

所以a=10cm.

m ④(3分)

由①②式得,v0=6u=6

将④式代入得,m/s. (4分)

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网