(2005?盐城模拟)如图所示,质量为m的小球用长度为L的轻质细绳悬挂于O点,现将它拉至A处,使细绳与竖直

2025-05-07 12:31:24
推荐回答(1个)
回答1:

(1)由单摆的周期公式可得:
T=2π

L
g
--------------------------------①
由A第一次到B,小球所用时间是四分之一周期,即:t=
1
4
T=
π
2
L
g
------②
(2)由于重力是恒力,由冲量定义可知重力的冲量为:IG=mgt=
1
2
πm
Lg
----------------③
(3)动量的变化等于末动量减去初动量:△P=PB-PA------------------------------
又PA=0--------------------------------⑤
PB=mvB---------------------------------⑥
从A到B的过程中,由机械能守恒定律得:
1
2
m
v
=mgL(1-cosθ)--------------⑦
由④⑤⑥⑦,可解得:△P=m
2gL(1?cosθ)
------------------⑧
(1)从A到B的过程中,小球在重力和绳的拉力的冲量作用下,动量的改变量为△P,且方向水平,又因重力的冲量方向向下,所以由矢量的合成法则得:
IF2=△P2+IG2----------------------------⑨
由③⑧⑨式得:IF=m
2gL(1?cosθ)+
π2
4
gL

答:(1)所经历的时间t为
π
2
L
g

(2)该过程中重力产生的冲量大小IG
1
2
πm
Lg

(3)该过程中小球的动量变化△P为m
2gL(1?cosθ)

(4)该过程中绳的拉力产生的冲量大小IF为m
2gL(1?cosθ)+
π2
4
gL