Question

19．如圖所示，長L為0.8m的細(xì)繩，一端固定于O點，另一端系一個質(zhì)量m₁為0.2kg的球．將球提起使細(xì)繩處于水平位置時無速釋放．當(dāng)球擺至最低點時，恰與放在光滑水平桌面邊緣的質(zhì)量m₂為1kg的物塊正碰．碰后小球以2m/s的速度彈回，光滑桌面距地面高度h為1.25m．（g=10m/s²）
（1）碰前小球的速度v₁
（2）鐵塊落地點距桌邊的水平距離多大？

Answer 1

分析 （1）研究小球向下擺動的過程，由機械能守恒定律求出碰前小球的速度v₁．
（2）由動量守恒定律求出碰撞后鐵塊的速度，碰后鐵塊做平拋運動，由平拋運動規(guī)律可以求出水平位移．

解答 解：（1）小球下擺過程機械能守恒，由機械能守恒定律得：
   m₁gL=$\frac{1}{2}$m₁v₁²
代入數(shù)據(jù)解得：v₁=4m/s
（2）小球與鐵塊碰撞過程系統(tǒng)動量守恒，以小球的初速度方向為正方向，
由動量守恒定律得：m₁v=m₁v′₁+m₂v₂，
小球是被彈回，v′₁=-2m/s，
代入數(shù)據(jù)解得：v₂=1.2m/s，
碰撞后，鐵塊做平拋運動，
豎直方向：h=$\frac{1}{2}$gt²，
水平方向：x=v₂t，
代入數(shù)據(jù)解得：x=0.6m；
答：
（1）碰前小球的速度v₁為4m/s．
（2）鐵塊落地點距桌邊的水平距離為0.6m．

點評 本題要分析清楚物體運動過程，分三個過程研究，要把握三個過程的物理規(guī)律，應(yīng)用機械能守恒定律、動量守恒定律、平拋運動規(guī)律即可正確解題．