如圖所示,三個質(zhì)量均為m的彈性小球用兩根長均為L的輕繩連成一條直線而靜止在光滑水平面上,F(xiàn)給中間的小球B一個水平初速度v0,方向與繩垂直。小球相互碰撞時無機(jī)械能損失,輕繩不可伸長。求:
(1)當(dāng)小球A、C第一次相碰時,小球B的速度;
(2)當(dāng)三個小球再次處在同一直線上時,小球B的速度;
(3)運(yùn)動過程中小球A的最大動能EKA和此時兩根繩的夾角θ;
(4)當(dāng)三個小球處在同一直線上時,繩中的拉力F的大小。
解:(1)設(shè)小球A、C第一次相碰時,小球B的速度為vB,考慮到對稱性及繩的不可伸長特性,小球A、C沿小球B初速度方向的速度也為vB,由動量守恒定律,得

由此解得
(2)當(dāng)三個小球再次處在同一直線上時,則由動量守恒定律和機(jī)械能守恒定律,得


解得,(三球再次處于同一直線)
,(初始狀態(tài),舍去)
所以,三個小球再次處在同一直線上時,小球B的速度為(負(fù)號表明與初速度反向)
(3)當(dāng)小球A的動能最大時,小球B的速度為零。設(shè)此時小球A、C的速度大小為u,兩根繩間的夾角為θ(如圖),則仍由動量守恒定律和機(jī)械能守恒定律,得
 


另外
由此可解得,小球A的最大動能為,此時兩根繩間夾角為
(4)小球A、C均以半徑L繞小球B做圓周運(yùn)動,當(dāng)三個小球處在同一直線上時,以小球B為參考系(小球B的加速度為0,為慣性參考系),小球A(C)相對于小球B的速度均為
所以,此時繩中拉力大小為
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如圖所示,三個質(zhì)量均為m的物塊A、B、C沿一條直線放在水平光滑地面上,物塊A、B之間連接有一個處于原長的水平輕彈簧,A、B和彈簧靜止不動.現(xiàn)在記C以水平速度v0向B運(yùn)動,設(shè)C和B碰撞以后不再分開,試求彈簧第一次壓縮最短時,彈簧貯存的彈簧性勢能.

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如圖所示,三個質(zhì)量均為m的小球相互間距均為L,若C小球帶電量為-q,B小球帶電量為+q,在水平外力F作用下,欲使三個小球在光滑水平面上保持間距L一起向F方向運(yùn)動,則外力F=
9kq2
5L2
9kq2
5L2
,A小球帶
負(fù)
負(fù)
電,電量為
8
5
q
8
5
q

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如圖所示,三個質(zhì)量均為m的小木塊在三個質(zhì)量均為M、傾角均為α的固定鍥塊上下滑,它們與鍥塊間的動摩擦因數(shù)各不相同,致使第一小木塊加速下滑,第二小木塊勻速下滑,第三小木塊以初速υ0減速下滑.則在下滑過程中,鍥塊對地面的壓力N1、N2、N3之間的關(guān)系為(  )

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(1)當(dāng)小球A、C第一次相碰時,小球B的速度.
(2)當(dāng)三個小球再次處在同一直線上時,小球B的速度.
(3)運(yùn)動過程中小球A的最大動能EKA和此時兩根繩的夾角θ.
(4)當(dāng)三個小球處在同一直線上時,繩中的拉力F的大。

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