Question

如圖16-3-5所示，一對雜技演員(都視為質(zhì)點(diǎn))乘秋千(秋千繩處于水平位置)從A點(diǎn)由靜止出發(fā)繞O點(diǎn)下擺，當(dāng)擺到最低點(diǎn)B時(shí)，女演員在極短時(shí)間內(nèi)將男演員沿水平方向推出，然后自己剛好能回到高處A .求男演員落地點(diǎn)C 與O點(diǎn)的水平距離s.已知男演員質(zhì)量m₁和女演員質(zhì)量m₂之比，秋千的質(zhì)量不計(jì)，秋千的擺長為R，C點(diǎn)比O點(diǎn)低5R.

圖16-3-5

Answer 1

解析：設(shè)分離前男女演員在秋千最低點(diǎn)B的速度為v₀，由機(jī)械能守恒定律

(m₁+m₂)gR= (m₁+m₂)v₀²

    設(shè)剛分離時(shí)男演員速度的大小為v₁，方向與v₀相同；女演員速度的大小為v₂，方向與v₀相反，由動量守恒,(m₁+m₂)v₀=m₁v₁-m₂v₂

    分離后，男演員做平拋運(yùn)動，設(shè)男演員從被推出到落在C點(diǎn)所需的時(shí)間為t ，根據(jù)題給條件，由運(yùn)動學(xué)規(guī)律，4R=gt²  s=v₁t

    根據(jù)題給條件，女演員剛好回到A點(diǎn)，由機(jī)械能守恒定律,m₂gR=m₂v₂²

     已知，由以上各式可得s=8R.

答案：8R