Question

【题目】图中滑块和小球的质量均为m，滑块可在水平放置的光滑固定导轨上自由滑动，小球与滑块上的悬点O由一不可伸长的轻绳相连，轻绳长为l．开始时，轻绳处于水平拉直状态，小球和滑块均静止．现将小球由静止释放，当小球到达最低点时，滑块刚好被一表面涂有粘性物质的固定挡板粘住，在极短的时间内速度减为零，小球继续向左摆动，一段时间后达到最高点．求：

（1）从滑块与挡板接触到速度刚好变为零的过程中，挡板阻力对滑块的冲量；

（2）滑块速度变为零后，小球向左摆动细线与竖直方向的最大夹角．

Answer 1

【答案】（1） （2）

【解析】

（1）设小球在最低点时速度大小为，此时滑块的速度大小为，滑块与挡板接触前，系统的机械能守恒，由机械能守恒定律得：

系统动量守恒，以小球的初速度方向为正方向，在水平方向，由动量守恒定律得：

由动量定理得，挡板阻力对滑块的冲量为：

解得：，方向向左；

（2）设细线与竖直方向的最大夹角为，

对小球，由机械能守恒定律得：

解得：，=60°