问题
问答题
如图所示,当单摆摆球经过平衡位置O向右做简谐运动的瞬间,一个以速度v做匀速运动的小球,同时经过O正下方A点在水平面上向右运动,与竖直墙壁B碰撞后以原速率返回,求B、A间距满足什么条件,才能使小球恰好返回A点时摆球也经过平衡位置O?设球与墙壁碰撞时间不计,摆长为L.

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?
(n=1,2,3…)T 2
又t=
,T=2π2x v L g
联立解得:
x=πnv 2
(n=1,2,3…)L g
答:B、A间距为πnv 2
(n=1,2,3…)时,才能使小球恰好返回A点时摆球也经过平衡位置OL g