题文

在水平固定的杆(杆足够长)上,套有一个质量为M=2m的环,一根长为L的细绳,一端栓在环上,另一端系住一质量为m的小球,现将环和球拉至细绳刚好被拉直,且与水平方向成30°角的位置,然后将它们由静止同时释放,如图所示.若不计一切摩擦和空气阻力,试求
(1)在以后的运动过程中,环的最大速度值,
(2)当环具有最大速度时横杆对环的作用力.
题型:未知 难度:其他题型
答案
解析

小球和小环无初速释放后,由于没有任何阻力,只受重力和弹力作用,故小球和小环组成的系统机械能守恒.又由于横杆光滑,当小球运动至最低点时,系统水平方向动量守恒,且小环具有最大速度值.
(1)设向右为正方向,小球的速度为
,向左,环的速度为
,向右.

考点
据考高分专家说,试题“在水平固定的杆(杆足够长)上,套有一个质.....”主要考查你对 [动量守恒定律 ]考点的理解。
动量守恒定律
动量守恒定律:
1、内容:一个系统不受外力或者所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变。
2、表达式:m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'。
3、动量守恒定律成立的条件:
①系统不受外力或系统所受外力的合力为零;
②系统所受的外力的合力虽不为零,但系统外力比内力小得多,如碰撞问题中的摩擦力,爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多,可以忽略不计;
③系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统的总动量的分量保持不变。
4、动量守恒的速度具有“四性”:
①矢量性;②瞬时性;③相对性;④普适性。
动量守恒定律与机械能守恒定律的比较:
系统动量守恒的判断方法:
方法一:南动量守恒的条件判断动量守恒的步骤如下:
(1)明确系统由哪几部分组成。
(2)对系统中各物体进行受力分析,分清哪些是内力,哪些是外力。
(3)看所有外力的合力是否为零,或内力是否远大于外力,从而判断系统的动量是否守恒。
方法二:南系统动量变化情况判断动量守恒方法如下:
(1)明确初始状态系统的总动量是多少。
(2)对系统内的物体进行受力分析、运动分析,确定每一个物体的动量变化情况。
(3)确定系统动量变化情况,进而判定系统的动量是否守恒。







