Question

【题目】在光滑水平面上有一小车,小车上固定一竖直杆,总质量为M,杆顶系一长为L的轻绳,绳另一端系一质量为m的小球,绳被水平拉直处于处于静止状态,小球处于最右端.将小球由静止释放,求：

（1） 小球摆到最低点时小球速度大小

（2）小车向右移动最大距离

（3）小球向左移动最大距离

Answer 1

【答案】（1） （2） （3）

【解析】试题分析：根据水平方向平均动量守恒定律求出小车和小球的速度和物体M发生的水平位移。

（1）当小球到达最低点时其速度为，此时小车的速度为，则根据动量守恒与能量守恒可以得到：

联立可以得到： ，

（2）根据平均动量守恒，当小球到达最低点时，小球向左移动的距离为，小车向右移动的距离为，则： ，而且

则联立可以得到： ，

由于惯性作用，当小球到达最低点后，继续向左运动，小车继续向右运动

（3）则小球向左移动最大距离为： ，小车向右移动最大距离为：