填空题12.0分
物理

17.如图所示,固定点O上系一长L = 0.5 m的轻细绳,细绳的下端系一质量m = 1.0 kg的小球(可视为质点),原来处于静止状态,球与平台的B点接触无压力,平台高h = 0.80 m,一质量M = 2.0 kg的物块开始静止在平台上的P点,现对物块施予一水平向右的初速度V0,物块沿粗糙平台自左向右运动到平台边缘B处与小球发生正碰,碰后小球在绳的约束下做圆周运动,恰好能通过最高点A,而物块落在水平地面上的C点,其水平位移S=1.0 m,不计空气阻力,g =10 m/s2 ,求:

(1)求物块碰撞后的速度;

(2)若平台表面与物块间动摩擦因数μ=0.5,物块与小球的初始距离为S1=1.5 m,物块在P处的初速度大小为多少?

正确答案及相关解析

正确答案

(1)V=2.5 m/s;

(2)

解析

(1)碰后物块M做平抛运动,设其平抛运动的初速度为V

    S = Vt      得:= 2.5 m/s

(2)物块与小球在B处碰撞,设碰撞前物块的速度为V1,碰撞后小球的速度为V2

由动量守恒定律:   MV1 = mV2 + MV

碰后小球从B处运动到最高点A过程中机械能守恒,设小球在A点的速度为VA

小球在最高点时依题给条件有:

物块M从P运动到B处过程中,由动能定理:

解得:=2  m/s

考查方向

本题主要考查了力学- 平抛运动、动量守恒定律、动能定理

解题思路

(1)平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,根据水平方向上和竖直方向上的运动规律求出质量为M的物块落地时的速度大小。

(2)根据牛顿第二定律和机械能守恒定律求出碰撞后B球的速度,根据平抛运动得出M碰后的速度,结合动量守恒定律求出碰撞前M到达B点的速度,根据动能定理求出物块M在P处的初速度大小。

易错点

非弹性碰撞,动量守恒定律,机械能不守恒。

知识点

平抛运动 动量守恒定律 动能 动能定理