如图所示,在固定的水平光滑长杆上套着一个质量为m的滑环A,滑环通过一根不可伸长的轻绳悬吊一质量为M=3m

2025-04-20 06:18:29
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回答1:

(1)环A固定时B摆动过程中,由机械能守恒得:

1
2
Mv02=MgL
解得B摆动的初速度:
v
2gL

当A不固定,对A、B系统在水平方向上动量守恒,且在B摆到最高点时离杆最近,此时二者有相等的速度v,则:Mv0=(M+m)v
设B摆到最大高度时离杆的最近距离为h,由机械能守恒得:Mg(L?h)+
1
2
(M+m)v2
1
2
M
v

解以上方程得:h=
3
4
L

(2)B在最低点时,B从水平冲量作用获得初速度v0后到第1次回到最低点时,B、A速度分别设为v1和v2,此时A的速度达最大值.
由水平方向动量守恒得:Mv0=Mv1+mv2…①
由机械能守恒得:
1
2
M
v
1
2
M
v
+
1
2
m
v
…②
解以上两方程得:v1
1
2
v0
1
2
2gL
v2
3
2
v0
3
2
2gL

第2次回到最低点时,B、A速度分别设为
v
v
,同理可