如图,小球a、b质量均为m,b球用长h的细绳(承受最大拉力为2.8mg)悬挂于水平轨道BC(距地高0.5h)的出口C处.a球从距BC高h的A处由静止释放后,沿ABC光滑轨道滑下,在C处与b球正
◎ 题目
如图,小球a、b质量均为m,b球用长h的细绳(承受最大拉力为2.8mg)悬挂于水平轨道BC(距地高0.5h)的出口C处.a球从距BC高h的A处由静止释放后,沿ABC光滑轨道滑下,在C处与b球正碰并与b粘在一起.试问: (1)a与b球碰前瞬间的速度大小? (2)a、b两球碰后,细绳是否会断裂? (3)若细绳断裂,小球在DE水平地面上的落点距C的水平距离是多少?若细绳不断裂,小球最高将摆多高? |
◎ 答案
(1)设a球经C点时速度为vC,则由机械能守恒定律得 mgh=
解得vC=
(2)设b球碰后的速度为v,由动量守恒定律得 mvC=(m+m)v 故v=
小球被细绳悬挂绕O摆动时,若细绳拉力为T,则由牛顿第二定律有 T-2mg=2m
解得T=3mg,则有T>2.8mg,细绳会断裂,小球做平抛运动. (3)设平抛的时间为t,则依据平抛运动的规律得 0.5h=
得t=
故落点距C的水平距离为S=vt=
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