试题与答案

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

题型:选择题

题目:

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

答案:

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.

Mgh=

1
2
M
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
2
v1

所以h'=0.25h.所以D正确.

故选D.

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