13. 如图,用不可伸长轻绳将物块a悬挂在O 点,初始时,轻绳处于水平拉直状态,现将a由静止释放,当物块a下摆至最低点时,恰好与静止在水平面上的物块b发生弹性碰撞(碰撞时间极短),碰撞后b滑行的最大距离为s,已知b 的质量是a 的3 倍,b 与水平面间的动摩擦因数为,重力加速度大小为g,求

(1)碰撞后瞬间物块b速度的大小;
(2)轻绳 长度。的
(1) $\sqrt { 2 \mu g s }$ ; ; (2) $4 \mu s$
2019_省自主命题(海南)
13. 如图,用不可伸长轻绳将物块a悬挂在O 点,初始时,轻绳处于水平拉直状态,现将a由静止释放,当物块a下摆至最低点时,恰好与静止在水平面上的物块b发生弹性碰撞(碰撞时间极短),碰撞后b滑行的最大距离为s,已知b 的质量是a 的3 倍,b 与水平面间的动摩擦因数为,重力加速度大小为g,求

(1)碰撞后瞬间物块b速度的大小;
(2)轻绳 长度。的
(1) $\sqrt { 2 \mu g s }$ ; ; (2) $4 \mu s$
【答案】(1) $\sqrt { 2 \mu g s }$ ; $( 2 ) 4 \mu s$
【解析】
【分析】
【详解】(1)设a的质量为m,则 b的质量为3m,对物块b碰后由动能定理
$$ - \mu \times 3 m g s = 0 - \frac 1 2 \times 3 m \nu _ { \mathrm { { b } } } ^ { 2 } $$
解得
$$ \nu _ { \mathrm { b } } = \sqrt { 2 \mu g s } $$
> ②a球从水平位置摆下的过程
$$ m g L = \frac { 1 } { 2 } m \nu _ { 0 } ^ { 2 } $$
$a b$ 碰撞的过程
$$ m \nu _ { \mathrm { 0 } } = m \nu _ { \mathrm { a } } + 3 m \nu _ { \mathrm { b } } $$
$$ { \frac { 1 } { 2 } } m \nu _ { \mathrm { { 0 } } } ^ { 2 } = { \frac { 1 } { 2 } } m \nu _ { \mathrm { { a } } } ^ { 2 } + { \frac { 1 } { 2 } } \times 3 m \nu _ { \mathrm { { b } } } ^ { 2 } $$
解得
$$ L = 4 \mu s $$