问题 问答题

如图所示,有一个摆长为L的单摆,现将摆球A拉离平衡位置一个很小的角度,然后由静止释放,A摆至平衡位置P时,恰与静止在P处的B球发生正碰,碰后A继续向右摆动,B球以速度v沿光滑水平面向右运动,与右侧的墙壁碰撞后以原速率返回,当B球重新回到位置P时恰与A再次相遇,求位置P与墙壁间的距离d.

答案

摆球A做简谐运动,当其与B球发生碰撞后速度改变,但是摆动的周期不变.

而B球做匀速直线运动,再次相遇的条件为B球来回所需要的时间为单摆半周期的整数倍.

    B球运动时间t=n?

T
2
(n=1,2,3…)

又t=

2d
v
,T=2π
L
g

联立解得

   d=

2πnv
4
L
g

答:位置P与墙壁间的距离 d=

2πnv
4
L
g

实验题
单项选择题