如图所示的单摆,摆球a向右摆动到最低点时,恰好与一沿水平方向向左运动的粘性小球b发生碰撞,并粘接在一起,且摆动平面不变.

如图所示的单摆,摆球a向右摆动到最低点时,恰好与一沿水平方向向左运动的粘性小球b发生碰撞,并粘接在一起,且摆动平面不变.已知碰撞前a球摆动的最高点与最低点的高度差为h,摆动的周期为T,a球质量是b球质量的5倍,碰撞前a球在最低点的速度是b球速度的一半.则碰撞后(  )
A. 摆动的周期为
5
6
T

B. 摆动的周期为
6
5
T

C. 摆球的最高点与最低点的高度差为0.3h
D. 摆球的最高点与最低点的高度差为0.25h
yangshago 1年前 已收到1个回答 举报

legolasQ 幼苗

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解题思路:单摆的周期是由单摆的摆长和当地的重力加速度的大小共同决定的,与摆球的质量和运动的速度无关.
a球在下降的过程中,机械能守恒,可以求得a球的速度的大小,在与b球碰撞的过程中,它们的动量守恒,从而可以求得b球碰后的速度的大小,再次根据机械能守恒可以求得最大的高度.

单摆的周期与摆球的质量无关,只决定于摆长和当地的重力加速度.所以AB错误.
在a球向下摆的过程中,只有重力做功,机械能守恒.
有 Mgh=
1
2M
v21
a、b两球碰撞过程时间极短,两球组成的系统动量守恒.
所以有 Mv1-m•2v1=(M+m)v2
碰撞后摆动过程中,机械能守恒,
所以有 (M+m)gh′=
1
2(M+m)
v22
整理得v2=
1
2v1,
所以h'=0.25h.所以D正确.
故选D.

点评:
本题考点: 单摆周期公式;动量守恒定律;机械能守恒定律.

考点点评: 分析清楚物体运动的过程,分过程利用机械能守恒和动量守恒即可求得结果.

1年前

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