Question

【題目】圖中滑塊和小球的質量均為m，滑塊可在水平放置的光滑固定導軌上自由滑動，小球與滑塊上的懸點O由一不可伸長的輕繩相連，輕繩長為l．開始時，輕繩處于水平拉直狀態，小球和滑塊均靜止．現將小球由靜止釋放，當小球到達最低點時，滑塊剛好被一表面涂有粘性物質的固定擋板粘住，在極短的時間內速度減為零，小球繼續向左擺動，一段時間后達到最高點．求：

（1）從滑塊與擋板接觸到速度剛好變為零的過程中，擋板阻力對滑塊的沖量；

（2）滑塊速度變為零后，小球向左擺動細線與豎直方向的最大夾角．

Answer 1

【答案】（1） （2）

【解析】

（1）設小球在最低點時速度大小為，此時滑塊的速度大小為，滑塊與擋板接觸前，系統的機械能守恒，由機械能守恒定律得：

系統動量守恒，以小球的初速度方向為正方向，在水平方向，由動量守恒定律得：

由動量定理得，擋板阻力對滑塊的沖量為：

解得：，方向向左；

（2）設細線與豎直方向的最大夾角為，

對小球，由機械能守恒定律得：

解得：，=60°