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有一单摆,摆球质量为m,摆长为l,最大偏角为α.摆球从最大位移位置摆到平衡位置的过程中,重力对摆球的冲量大小为多少?合外力对摆球的冲量大小为多少?
分析:求出摆球运动时间,应用冲量定义式与动量定理分析答题.
解答:解:单摆的周期T=2π
l
g

从最大位置到平衡位置过程中,摆球的运动时间:
t=
1
4
T=
π
2
l
g
,则重力的冲量:IG=mgt=
πm
2
gl

摆球下摆过程中,由动能定理得:mgl(1-cosα)=
1
2
mv2
摆球到达底端是的速度v=
2gl(1-cosα)

由动量定理可得,合外力的冲量:I=mv=m
2gl(1-cosα)

答:重力对摆球的冲量大小为
πm
2
gl
;合外力对摆球的冲量大小为m
2gl(1-cosα)
点评:本题考查了重力与合外力的冲量,应用冲量定义式、动量定理、动能定理即可正确解题.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(2009?肇庆模拟)在质量为M的小车中挂有一单摆,摆球的质量为m0.小车(和单摆)以恒定的速度V沿光滑水平地面运动,与位于正对面的质量为m的静止木块发生碰撞,碰撞的时间极短.在此碰撞过程中,下列哪个或哪些说法是可能发生的?(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

在质量为M的小车中挂有一单摆,摆球的质量为m0,小车和单摆一起以恒定的速度v沿光滑水平面运动,与位于正对面的质量为m的静止木块发生碰撞,碰撞的时间极短.在此碰撞瞬间,下列说法中可能发生的是(  )

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科目:高中物理 来源:成功之路·突破重点线·物理(学生用书) 题型:021

以速度v沿光滑水平地面运动的质量为M的小车内挂有一单摆,摆球质量为m0.开始时摆球相对小车静止,后来小车与位于正对面的质量为m的静止木块发生碰撞,碰撞时间极短,碰撞前后瞬间,下述的变化中可能发生的是

[  ]

A.小车、摆球、木块的速度都发生了变化,分别变为v1、v2、v3

    (M+m0)v=Mv1+m0v2+mv3

B.摆球速度不变,小车、木块的速度分别变为v1、v3,且

    Mv=Mv1+mv3

C.摆球速度不变,小车和木块的速度都变为,且

    Mv=(M+m)

D.小车和摆球的速度都变为v1,木块的速度变为v3,且

   (M+m0)v=(M+m0)v1+mv3

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科目:高中物理 来源:名师伴读高中物理三年级上 题型:021

在质量为M的小车中挂有一单摆,摆球质量为,小车(和单摆)以恒定速度v沿光滑水平地面运动,与位于正对面的质量为m的木块发生碰撞,碰撞的时间极短,在此碰撞过程中,下列哪些说法是可能发生的

[  ]

A.小车、木块、摆球的速度都发生变化,分别变为,满足(M+)v=

B.摆球的速度不变,小车和木块的速度变为,满足Mv=

C.摆球的速度不变,小车和木块的速度都变为,满足Mv=(M+m)

D.小车和摆球的速度都变为,木块的速度变为,满足(M+)v=(M+)+m

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