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图14

(1)球B在两球碰撞后一瞬间的速度大小;

(2)球A在两球碰撞前一瞬间的速度大小;

(3)弹簧的弹性力对球A所做的功.

答案

解:(1)设碰撞后的一瞬间,球B的速度为v′B,由于球B恰能摆到与悬点O同一高度,根据动能定理:

-mgL=0-mv′2B ①

v′B= ②

(2)球A达到最高点时,只有水平方向速度,与球B发生弹性碰撞,设碰撞前的一瞬间,球A水平速度为vA,碰撞后的一瞬间,球A速度为v′A,球A、B系统碰撞过程动量守恒和机械能守恒:

2mvA=2mv′A+mv′B ③

×2mv2A=×2mv′A2+×mv′B2 ④

由②③④解得:

v = ⑤

及球A在碰撞前的一瞬间的速度大小vA= ⑥

(3)碰后球A作平抛运动,设从抛出到落地时间为t,平抛高度为y,则:

=v′At ⑦

y=gt2 ⑧

由⑤⑦⑧解得:y=L

以球A为研究对象,弹簧的弹性力所做的功为W,从静止位置运动到最高点:

W-2mg(y+2L)=×2mv2A ⑨

由⑤⑥⑦⑧⑨得:

W=mgL ⑩

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