如图所示,在水平地面上有一高H=0.8m、半径r=0.6m的光滑水平圆台,在圆台正中央的O点用长为0.6m的轻绳系着一个质量m1=0.03kg的小球,在O点正上方高h=0.06m的O’点用轻绳

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 平抛运动/2022-09-19 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,在水平地面上有一高H=0.8m、半径r=0.6m的光滑水平圆台,在圆台正中央的O点用长为0.6m的轻绳系着一个质量m1=0.03kg的小球,在O点正上方高h=0.06m的O’点 用轻绳系着一个质量为m2=0.02kg的物块,绳子伸直时,物块正好静止在圆台边缘。现沿圆周切线方向给小球v0=8m/s的初速度,小球与物块碰撞后以v1=2m/s的速度继续前进,忽略空气阻力以及小球和物块的大小,g=10m/s2

(1)试求小球与物块碰撞时对物块做的功W;
(2)若碰撞后瞬间系小球的轻绳断裂,求小球落地点P到圆台下边缘的距离S;
(3)若系物块的轻绳强度足够大,而系小球的轻绳能承受的最大接力T=5N,不计碰撞时对绳子拉力的冲击,试通过计算说明,小球与物块是否会在圆台上发生第二次碰撞。

◎ 答案

(1)0.81J   (2)0.4m    (3)不会与小球发生第二次碰撞

◎ 解析


试题分析:(1)小球与物块碰撞时,满足动量守恒定律,则有:

解得:
对物块由动能定理可得:
解得:
(2)碰撞后瞬间系小球的轻绳断裂,小球将做平抛运动,则有:
水平位移为:
由几何关系可得,小球落地点P到圆台下边缘的距离S为:

解得:
(3)物块达到脱离圆台的临界时,受力如下图
由几何关系可得:
解得:
,则物块会飞离台面,物块不会与小球发生第二次碰撞

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,在水平地面上有一高H=0.8m、半径r=0.6m的光滑水平圆台,在圆台正中央的O点用长为0.6m的轻绳系着一个质量m1=0.03kg的小球,在O点正上方高h=0.06m的O’点用轻绳…”主要考查了你对  【平抛运动】  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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