Question

【题目】如图所示，质量m1=2kg的小球用一条不可伸长的轻绳连接，绳的另一端固定在悬点O上，绳子长度l=0.5m。将小球拉至绳子偏离竖直方向的角度θ=53°处由静止释放，小球运动至最低点时，与一质量m2=1kg的物块发生正碰，碰撞时间很短。之后物块在水平面上滑行一段s=0.4m的距离后停下。已知物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.5，取重力加速度g = 10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，求：

（1）碰后瞬间物块的速度大小；

（2）小球与物块碰撞结束后绳子拉力的最大值。

Answer 1

【答案】(1) (2)

【解析】（1）物块滑行的过程，由动能定理得：

可得碰后物块的速度大小为：

（2）小球释放后运动至最低点的过程，由机械能守恒定律得： ，可得碰撞前小球的速度大小为：

小球与物块发生正碰，取向右为正方向，由动量守恒定律得： ，

解得碰后小球的速度大小为：

所以碰撞后小球经过最低点时绳子拉力，由牛顿第二定律得：

解得小球与物块碰撞结束后绳子拉力的最大值为： 。