大学物理学(吉林大学出版社)第二章课后习题一质量为M的车静止在光滑水平面上,车上悬挂摆长为l,质量为m的单摆,开始时,摆线水平,摆球静止,突然放手,当摆球运动到摆线呈铅直的瞬间,求摆球

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大学物理学(吉林大学出版社)第二章课后习题
一质量为M的车静止在光滑水平面上,车上悬挂摆长为l,质量为m的单摆,开始时,摆线水平,摆球静止,突然放手,当摆球运动到摆线呈铅直的瞬间,求摆球相对地面的速度为多少.

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答案和解析

单摆和车构成的系统满足动量守恒,而且全程机械能守恒.
所以由以下两点入手：1.单摆的重力势能转化为单摆和车的动能；2.在摆线铅垂瞬间摆球和车的动量和为0.
设所求瞬间球的速度为v1,车为v2,列以下两个方程：1.mgh=1/2mv1^2+1/2Mv2^2 2.mv1+Mv2=0
把方程解了,得m=2gh-(mv1^2)/M
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