(附加题)光滑水平面上有A、B两辆小车,mB=1kg,原来静止,mA=1kg.现将小球C用长为0.2m的细线悬于A车支架顶端,mC=0.5kg,开始时A车与C球以v0=4m/s的速度冲向B车,如图所示.若A、B正碰后粘在

(附加题)光滑水平面上有A、B两辆小车,mB=1kg,原来静止,mA=1kg.现将小球C用长为0.2m的细线悬于A车支架顶端,mC=0.5kg,开始时A车与C球以v0=4m/s的速度冲向B车,如图所示.若A、B正碰后粘在一起,不计空气阻力,求小球C摆动的最大高度.
物理人气:243 ℃时间:2019-09-29 03:31:22
优质解答
以A、B小车组成的系统为研究对象,由于正碰后粘在一起的时间极短,小 球C暂未参与碰撞,由动量守恒定律有:mAv0=(mA+mB)v
   v=
mAv0
mA+mB
=
1×4
1+1
m/s=2 m/s.
碰后,A、B粘在一起,小球C向左摆动,细绳水平方向分力使A、B加速,当C的速度与A、B水平方向的速度相同时,小球C摆至最高点,以A、B、C组成的系统为研究对象,由动量守恒有:
  mCv0+(mA+mB)v=(mA+mB+mC)v′
得:v′=
mCv0+( mA+mB) v  
mA+mB+mC
=2.4 m/s.
设小球C摆至最大高度为h,由机械能守恒有:
 
1
2
mC v02+
1
2
(mA+mB)v2=(mA+mB+mC)v′2+mCgh
h=
mC
v20
+ (mA+mB)v2−(mA+mB+mC)v2    
2mCg

=0.16m.
答:小球C摆动的最大高度是0.16m.
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