问题
问答题
如图所示,一对杂技演员(都视为质点)乘秋千(秋千绳处于水平位置)从A点由静止出发绕O点下摆,当摆到最低点B时,女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出,然后自已刚好能回到A处.
求男演员落地点C 与O 点的水平距离s.
(已知男演员质量m1,和女演员质量m2之比=2,秋千的质量不计,秋千的摆长为R,C 点比O 点低5R)
![](https://img.ixiawen.com/uploadfile/2017/0524/20170524015521424.png)
答案
设分离前男女演员在秋千最低点B 的速度为v0,由机械能守恒定律
(m1+m2)gR=
(m1+m2)v021 2
设刚分离时男演员速度的大小为v1,方向与v0相同;女演员速度的大小为v2,方向与v0相反,由动量守恒,
(m1+m2)v0=m1v1-m2v2
分离后,男演员做平抛运动,设男演员从被推出到落在C点所需的时间为t,
根据题给条件,由运动学规律,
4R=
gt2 1 2
s=v1t
根据题给条件,女演员刚好回到A点,
由机械能守恒定律,m2gR=
m2v22 1 2
由以上各式可得 s=20R
答:男演员落地点C与O点的水平距离为20R.