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如图所示,质量为M的小球B用长L=0.1m的细线悬于O点,恰好与水平地面Q点相切.质量为m=1.0kg的木块A与水平地面间的动摩擦因数μ=0.3,木块A从P点以速度v0=4.0m/s沿直线向右

网友投稿  2022-11-16 00:00:00  互联网

◎ 题目

如图所示,质量为M的小球B用长L=0.1m的细线悬于O点,恰好与水平地面Q点相切.质量为m=1.0kg的木块A与水平地面间的动摩擦因数μ=0.3,木块A从P点以速度v0=4.0m/s沿直线向右运动,与球B发生正碰,PQ=2.0m,碰撞时不损失机械能,且碰撞时间极短,碰撞后小球B向右摆起的最大角度为细线与竖直方向成60°角.(g=10m/s2)求:
①与小球B碰撞后木块A的速度;
②小球B的质量.

◎ 答案

A在PQ间做匀减速运动,由动能定理得:
-μmgxPQ=
1
2
mvA2-
1
2
mv02
代入数据解得:vA=2m/s,
碰撞后小球B做圆周运动,机械能守恒,由机械能守恒定律得:
1
2
MvB2=MgL(1-cos60°),
代入数据解得:vB=1m/s,
A、B碰撞过程动量守恒,以A、B组成的系统为研究对象,以A的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
mvA=mvA′+MvB
碰撞过程机械能守恒,由机械能守恒定律得:
1
2
mvA2=
1
2
mvA2+
1
2
MvB2
代入数据解得:vA′=-1m/s,负号表示方向相反,方向向左,M=3kg;
答:①与小球B碰撞后木块A的速度为1m/s,方向向左;
②小球B的质量为3kg.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,质量为M的小球B用长L=0.1m的细线悬于O点,恰好与水平地面Q点相切.质量为m=1.0kg的木块A与水平地面间的动摩擦因数μ=0.3,木块A从P点以速度v0=4.0m/s沿直线向右…”主要考查了你对  【动量守恒定律】  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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