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如图所示,长为L的不可伸长的绳子一端固定在O点,另一端系质量为m的小球,小球静止在光滑水平面上。现用大小为F水平恒力作用在另一质量为2m的物块上,使其从静止开始向右运动

网友投稿  2022-10-29 00:00:00  零零社区

◎ 题目

如图所示,长为L的不可伸长的绳子一端固定在O点,另一端系质量为m的小球,小球静止在光滑水平面上。现用大小为F水平恒力作用在另一质量为2m的物块上,使其从静止开始向右运动,一段时间后撤去该力,物块与小球发生正碰后速度变为原来的一半,小球恰好能在竖直平面内做圆周运动。已知重力加速度为g,小球和物体均可视为质点,试求:
(1)小物块碰撞前速度V0的大小;
(2)碰撞过程中系统损失的机械能;
(3)恒力F作用时间。

◎ 答案

解:(1)小球恰好通过最高点作圆周运动,此时重力刚好提供向心力,设速度为V,有

得V=
设小球碰撞后速度为V1,其后在摆至最高点过程中,机械能守恒:
mV21=mV2 +mg·2L
代入V值可得V1=
碰撞过程中,物块和小球系统动量守恒,有
2mV0=mV1+2m
代入V1值可得V0=
(2)碰撞过程中系统损失的机械能ΔE=·2m·V02·2m·m
代入所求出的速度值可得ΔE=mgL
(3)小球在水平面运动的加速度
由速度公式得力F作用时间

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,长为L的不可伸长的绳子一端固定在O点,另一端系质量为m的小球,小球静止在光滑水平面上。现用大小为F水平恒力作用在另一质量为2m的物块上,使其从静止开始向右运动…”主要考查了你对  【牛顿运动定律的应用】,【机械能】,【碰撞】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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