题文
如图所示,A、B为两个大小可视为质点的小球,A的质量M=0.6kg,B的质量m=0.4kg,B球用长l=1.0m的轻质细绳吊起,当B球处于静止状态时,B球恰好与光滑弧形轨道PQ的末端点P(P端切线水平)接触但无作用力.现使A球从距轨道P端h=0.20m的Q点由静止释放,当A球运动到轨道P端时与B球碰撞,碰后两球粘在一起运动.若g取10m/s2,求两球粘在一起后,悬绳的最大拉力为多大?
题型:未知 难度:其他题型
答案
A球沿轨道下滑的过程中,机械能守恒,设其刚与B球碰撞时的速度大小为vA,
由机械能守恒定律得:Mgh=12MvA2 ,
解得vA=2gh=2.0m/s;
两球相碰撞的过程,系统沿水平方向动量守恒,设碰撞后的共同速度大小为v,
由动量守恒定律得:MvA=(M+m)v,解得v=1.2m/s,
设两球碰撞后开始一起运动的瞬间所受细绳的拉力为T,
根据牛顿第二定律对两球碰撞后的瞬间有 T-(M+m)g=(M+m)v2l,
解得:T=11.44N,
根据牛顿第三定律可知,两球对细绳的拉力大小T′=11.44N;
答:两小球碰撞后开始一起运动的瞬间,两球对细绳的拉力为11.44N.
解析
12
考点
据考高分专家说,试题“如图所示,A、B为两个大小可视为质点的小.....”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。





