分析 根据自由落体规律可求得小球在绳绷紧瞬间的速度,由题意根据运动的合成和分解规律可求得绳绷紧后的速度;根据碰撞过程动量守恒、机械能守恒,根据动量守恒和机械能守恒列式,联立可求得碰后小球A的速度,再根据机械能守恒定律可求得小球A能上摆的最大高度.
解答 解:由几何关系可知,小球A释放后自由下落l距离时,轻绳再次拉直.设绳被拉直前小球的速度为v1,则有:
v12=2gl
绳被拉直后,小球A做圆周运动,速度变为:v2=v1cosθ
设小球A与B碰撞前速度为v3,则有:
$\frac{1}{2}$mv32=$\frac{1}{2}$mv22+mg$\frac{l}{2}$
如果碰撞后小球A向右运动,则两球一定粘在一起向右运动;
设向右为正方向,根据动量守恒定律可知,最大速度应满足:
mv3=(m+3m)v4;
如果碰撞后小球A向左运动,则最大速度应满足:
mv3=mv5+3mv6
$\frac{1}{2}$mv32=$\frac{1}{2}$mv52+$\frac{1}{2}$(3m)v62
解得:v5=-$\frac{1}{2}$v3
由于v5>v4,所以碰撞后小球A上摆的最大高度h应满足:
mgh=$\frac{1}{2}$mv52
解得:h=$\frac{5}{16}$l.
答:碰撞后小球A能上摆的最大高度为$\frac{5}{16}$l.
点评 本题考查动量守恒、机械能守恒以及运动的合成和分解规律等规律的应用,要注意明确小球在绳子绷紧瞬时存在能量守恒,此时小球只保留沿绳子的垂直方向上的速度.
科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 绳子的张力 | B. | 小球的角速度 | ||
C. | 小球的向心加速度 | D. | 小球的速度 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:计算题
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 运动员在跑道转弯时,受到了重力、支持力、向心力的作用 | |
B. | 用细绳拴住的小球在竖直平面内做圆周运动,在任何位置绳上的拉力都提供了向心力 | |
C. | 在绕地球作圆周运动飞船内,宇船员处于完全失重状态,万有引力提供向心力 | |
D. | 洗衣机脱水旋转时,能够把衣物中的水分甩出,是由于水分受到向外作用的力 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:计算题
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:计算题
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:解答题
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 回路中有大小和方向周期性变化的电流 | |
B. | 回路中电流大小恒定,且等于$\frac{B{L}^{2}ω}{2R}$ | |
C. | 回路中电流方向不变,且从b导线流进灯泡,再从a导线流向旋转的铜盘 | |
D. | 回路中电流大小周期性变化,变化的范围为0-$\frac{B{L}^{2}ω}{R}$ |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 分子是保持物质化学性质的最小粒子 | |
B. | 布朗运动就是液体分子的无规则运动 | |
C. | 封闭在容器内的气体很难被压缩,说明气体分子间存在斥力 | |
D. | 物体的温度越高,物体中分子的无规则运动就越剧烈 | |
E. | 分子力大,分子势能不一定大 |
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com