如下图所示,做简谐运动的单摆,摆球质量为m摆长为l,振动的最大偏角为θ,当它运动到最高位置A时,恰好有一质量为M的物体在水平恒力F作用下沿光滑水平面由静止开始向右运动.

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 单摆的周期/2022-11-22 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目



如下图所示,做简谐运动的单摆,摆球质量为m摆长为l,振动的最大偏角为θ,当它运动到最高位置A时,恰好有一质量为M的物体在水平恒力F作用下沿光滑水平面由静止开始向右运动.求:欲使m和M的动量相同,作用力F应满足什么条件?

◎ 答案


    (n=0,1,2…)

◎ 解析


因动量是矢量,故要使两物体的动量相同,两物体必须有相同的速度方向,即只有m从左向右摆过最低点时才有可能满足题设条件.
  对物体m,据机械能守恒定律有:
               mgl(1-cosθ)=
  故经过C点的动量
              
物体运动到C点所用时间可表示为
                   (n=0,1,2…)
这样对M使用动量定理可得:Ft=p,由此可得 
                  (n=0,1,2…)

◎ 知识点

    专家分析,试题“如下图所示,做简谐运动的单摆,摆球质量为m摆长为l,振动的最大偏角为θ,当它运动到最高位置A时,恰好有一质量为M的物体在水平恒力F作用下沿光滑水平面由静止开始向右运动.…”主要考查了你对  【单摆的周期】  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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