如图所示,质量为1kg可以看成质点的小球悬挂在长为0.9m的细线下端,将它拉至与竖直方向成θ =60°的位置后自由释放.当小球摆至最低点时,恰好与水平面上原来静止的、质量为2kg的木块相碰,碰后小球速度反向且动能是碰前动能的。已知木块与地面的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度取g=10m/s2。求:
(1)小球与木块碰前瞬时速度的大小;
(2)小球与木块碰前瞬间所受拉力大小;
(3)木块在水平地面上滑行的距离。
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如图所示,质量为1kg可以看成质点的小球悬挂在长为0.9m的细线下端,将它拉至与竖直方向成θ =60°的位置后自由释放.当小球摆至最低点时,恰好与水平面上原来静止的、质量为2kg的木块相碰,碰后小球速度反向且动能是碰前动能的。已知木块与地面的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度取g=10m/s2。求:
(1)小球与木块碰前瞬时速度的大小;
(2)小球与木块碰前瞬间所受拉力大小;
(3)木块在水平地面上滑行的距离。
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解:(1)设小球摆至最低点时的速度为v,由动能定理,有
v = 3m/s ……………………….(4分)
(2)设小球与木块碰撞前瞬间所受拉力为T,有:
代入数据,解得: =20N…………………………………..(4分)
(3) 设小球与木块碰撞后,小球的速度为v1,木块的速度为v2,设水平向右为正方向,依动量守恒定律有:
依题意知:
设木块在水平地面上滑行的距离为x,依动能定理有:
联立并代入数据,解得 ……………………………. .(8分)