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…——2019 高考物理第 13 题答案解析

2019_省自主命题(海南)

2019 海南 第 13 题 解答题 区分题
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

参考答案

(1) $\sqrt { 2 \mu g s }$ ; ; (2) $4 \mu s$

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【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

$$ L = 4 \mu s $$

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