Question

【题目】如图所示，一个足够长的圆筒竖直固定，内有一个质量M＝0.4kg的滑块，滑块与圆筒间的滑动摩擦力f＝3N。将滑块M锁定在距圆筒顶端高h1＝5m处，现将一个直径小于圆筒半径的小球，从圆筒顶端由静止释放，小球与滑块碰撞前瞬间滑块解除锁定，小球与滑块发生弹性碰撞，碰撞后小球恰能上升到距圆筒顶端h2＝3.2m处（不计空气阻力，碰撞时间极短，g＝10m/s2）。求：

(1)小球的质量m；

(2)小球与滑块第一次碰撞与第二次碰撞的时间间隔t。

Answer 1

【答案】(1) ；(2)

【解析】

(1)设小球与滑块碰撞前速度大小为，碰撞后速度大小为，则

①

②

由①②得

设M与m碰后速度为v2，则

③

④

由③④代入数据得

(2)第一次碰后对M：

Mg-f=Ma⑤

则

⑥

由⑤⑥代入数据解得