Question

（原創(chuàng)）如圖所示，小車連同其固定支架的總質(zhì)量為M = 3m，支架右端通過長為L的不可伸長的輕繩懸掛一質(zhì)量為m的小球，輕繩可繞結(jié)點(diǎn)在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，車和小球整體以速度向右勻速行駛。突然，小車因撞到正前方固定障礙物，速度立即變?yōu)榱悖�小球�?i>v₀為初速度開始在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)小球第一次到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，地面對(duì)車的支持力恰好為零。已知在此過程中，小車一直未動(dòng)，重力加速度為g。求：

（1）小車與障礙物碰撞后瞬間，輕繩上的拉力大小；

（2）小球第一次到最高點(diǎn)時(shí)的速度大小；

（3）小球從最低點(diǎn)到第一次到達(dá)最高點(diǎn)過程中，克服空氣阻力做的功。

Answer 1

解：（1）（4分）小車撞到障礙物瞬間，對(duì)小球

                                      3分

得                                        1分

（2）（7分）小球過最高點(diǎn)時(shí)，對(duì)小車

                                              3分

此時(shí)，對(duì)小球

                                     3分

得                                       1分

（3）（6分）從小車與障礙物相撞到小球第一次運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)，對(duì)小球

                4分

得                                   1分

故，小球克服摩擦力做功為       1分