题文
在水平光滑细杆上穿着A、B两个刚性小球(可看作质点),用两根长度同为L的不可伸长的轻绳与C球连接,如图所示.已知A、B、C三球质量均相同,开始时三球均静止、两绳伸直且处于水平状态.现同时释放三球,求:
(l)在C球运动到最低点.A、B两球刚要相碰的瞬间,A、B两球速度的大小;
(2)在A、B相碰前的某一时刻,A、B二球速度v的大小与C球到细杆的距离h之间的关系.
题型:未知 难度:其他题型
答案

(1)C到达最低点时速度为零,设A、B、C的质量均为m,
A、C组成的系统在水平方向动量守恒,
由动量守恒定律得:mvA+mvB=0,
A、B、C组成的系统机械能守恒,
由机械能守恒定律可得:mgL=12mvA2+12mvB2,
解得:vA=gL,vB=-gL,A、B的速度大小相等,方向相反.
(2)设C球与杆间的距离为h时的速度为v′,A、B速度大小分别为v,如图所示:
系统机械能守恒,由机械能守恒定律得:mgh=12mv2×2+12mv′2,
A、C两球速度沿绳方向的分量相等,即v′cosθ=vsinθ,
由几何知识得:tanθ=L2-h2h,
解得:v=2gh2L2+h2;
答:(1)在C球运动到最低点.A、B两球刚要相碰的瞬间,A、B两球速度的大小为gL;
(2)在A、B相碰前的某一时刻,A、B二球速度v的大小与C球到细杆的距离h之间的关系为v=2gh2L2+h2.
解析
12
考点
据考高分专家说,试题“在水平光滑细杆上穿着A、B两个刚性小球(.....”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。






