Question

（16分）如圖所示，小球A系在細(xì)線(xiàn)的一端，線(xiàn)的另一端固定在O點(diǎn)，O點(diǎn)到水平面的距離為h。物塊B質(zhì)量是小球的5倍，至于粗糙的水平面上且位于O點(diǎn)正下方，物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ�，F(xiàn)拉動(dòng)小球使線(xiàn)水平伸直，小球由靜止開(kāi)始釋放，運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)與物塊發(fā)生正碰（碰撞時(shí)間極短），反彈后上升至最高點(diǎn)時(shí)到水平面的距離為。小球與物塊均視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，求物塊在水平面上滑行的時(shí)間t。

 

Answer 1

   t=             

解析:設(shè)小球的質(zhì)量為m，運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)與物塊碰撞前的速度大小為，取小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)重力勢(shì)能為零，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，有

                                  ①

得

             

設(shè)碰撞后小球反彈的速度大小為,同理有

                              ②

得

       =

設(shè)碰后物塊的速度大小,取水平向右為正方向,根據(jù)動(dòng)量守恒定律,有

                           ③

得

         =                              ④

物塊在水平面上滑行所受摩擦力的大小

       F=                               ⑤

設(shè)物塊在水平面上滑行的時(shí)間為t,根據(jù)動(dòng)量定律,有

       -Ft=0-5m                              ⑥

得

       t=                                  ⑦