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求:(1)细绳被拉直前瞬间C物体速度的大小υ0

(2)细绳被拉直后瞬间B、C速度的大小υ;

(3)在题目所述情景中,只改变C物体的质量,可以使B从A上滑下来。设C的质量为km,则k至少为多大?

 

答案

(1)C做自由落体运动,下降高度为2L时的速度为v0,根据

v0=                          

(2)此时细绳被拉直,B、C速度的大小立即变成v,设绳子对B、C的冲量大小为I,根据动量定理得

对B                                                   

对C                                             

        解得B、C速度的大小v=                                   

   (3)设C物体的质量为km,A、B之间的动摩擦因数为μ

由(2)可知,细绳被拉直时B、C速度的大小v´=

此后B物体的加速度          

A物体的加速度         

经时间t,B物体的速度         

B物体的位移       

同样,A物体的速度           

A物体的位移          

       (i)根据题意,若k=1,当v1=v2 时,x1-x2 =,解μ=0.4;            

       (ii)要使v1=v2 时,x1-x2 =L,利用(i)求得的动摩擦因数μ,

可得k==1.29;                                              

即C物体的质量至少为1.29m时,才可以使B物体从A上滑下来。

解析:略

 

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