如图所示,光滑水平面上有一平板车,车上固定一竖直直杆,杆的最高点O通过一长为L的轻绳拴接一个可视为质点的小球,小球的质量与小车质量相等,悬点()距离地面的高度为3L,轻绳水平时,小球与小车速度均为零。
如图所示,光滑水平面上有一平板车,车上固定一竖直直杆,杆的最高点O通过一长为L的轻绳拴接一个可视为质点的小球,小球的质量与小车质量相等,悬点()距离地面的高度为3L,轻绳水平时,小球与小车速度均为零。释放小球,当小球运动到最低点时,轻绳断开,重力加速度为g。(小球在运动过程中与竖直直杆和小车不相撞)求:
(1)轻绳断开的瞬间,小球的速度大小;
(2)小球从释放到落地的过程中,小车向右移动的距离
【答案】(1) ;(2)2.5L
(1)小球与小车在水平方向合外力为零,满足动量守恒,得:,v1=v2,根据能量守恒
,联立解得
;(2)绳断后,小球做平抛运动,
,解得
,这段时间内小车的位移
,绳断前:
,x1+x3=L,解得
,所以小球从释放到落地的过程中,小车向右移动的距离为x=x1+x2=2.5L。
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