Question

【题目】图中滑块M= 2Kg和小球m=1Kg,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l=1.2m。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。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)小球从释放到第一次到达最低点的过程中,绳的拉力对小球做功的大小。

Answer 1

【答案】（1），方向向左；（2）-mgl．

【解析】（1）对系统，设小球在最低点时速度大小为v1，此时滑块的速度大小为v2，滑块与挡板接触前由系统的机械能守恒定律：mgl=mv12+mv22 ①
由系统的水平方向动量守恒定律：mv1=mv2 ②
对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为：I=mv2 ③
联立①②③解得I=m，方向向左④
（2）小球释放到第一次到达最低点的过程中，设绳的拉力对小球做功的大小为W，对小球由动能定理：mgl+W=mv12 ⑤
联立①②⑤解得：W=-mgl，

即绳的拉力对小球做负功，大小为mgl．