EJU 2008 年第 2 回 物理 第 5 题

考点
碰撞与反弹系数、机械能守恒
领域
力学
难度
简单
标准答案
⑤

解析摘要

标准解析

先下摆,再做弹性正碰

A从P点到最低点下降高度ℓ,绳张力始终与运动方向垂直,不做功。令A碰前速率为V,机械能守恒给出

Mgℓ=12MV2,V=2gℓ.Mg\ell=\frac12MV^2,\qquad V=\sqrt{2g\ell}.

碰撞发生在两摆最低点,绳均竖直。极短碰撞中沿水平没有外冲量,设A碰后有符号速度为u、B碰后向前速度为v,则

MV=Mu+mv.MV=Mu+mv.

弹性正碰还满足分离相对速度等于接近相对速度,即 v−u=Vv-u=V。联立得到

v=2MM+mV=2MM+m2gℓ.v=\frac{2M}{M+m}V=\frac{2M}{M+m}\sqrt{2g\ell}.

B的绳长影响后续圆周运动,但不改变这一瞬间的水平正碰结果。

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