问题
计算题
如图,一小球A质量为m1=2kg在离桌面高为h1=0.04m处以初速度v0=3m/s沿一段粗糙的圆弧轨道下滑,圆弧轨道末端与桌面水平方向相切处有一质量为m2=1kg的小球B用一根长为L=0.08m的轻细绳静止悬挂着。两小球发生碰撞后,小球B恰好能绕细绳悬点O做圆周运动,小球A落在地面的水平距离为x=0.1m,已知桌子离地面高为h2=0.05m,不计空气阻力,重力加速度为g=10m/s2,求
(1)小球A碰后的速度为v1
(2)小球B碰后的速度为v2以及这时细绳对小球B的拉力FT
(3)小球A沿粗糙圆弧轨道下滑过程中,摩擦力所做的功Wf
答案
(1)1m/s (2)2m/s 60N (3)-5.8J
题目分析:(1)B球发生碰撞,在碰撞过程中可认为动量守恒,则
A球做平抛运动,则
B球恰好能绕细绳悬点O做圆周运动,说明最高点速度为,根据机械能守恒定律则
联立上式则,
,
(2)根据向心力知识可得,则F=60N
(3)根据动能定理A下落到B处未碰撞之前,设速度为
所以
点评:本题考查了在碰撞过程中的动量守恒定律,并利用机械能守恒定律、动能定理列式求解,综合程度较高。