Question

（20分）如圖所示，物塊、、的質(zhì)量分別為、、，并均可視為質(zhì)點，它們間有關(guān)系。三物塊用輕繩通過滑輪連接，物塊與間的距離和到地面的距離均是。若與地面、與相碰后速度立即減為零，與相碰后粘合在一起。（設(shè)距離滑輪足夠遠(yuǎn)且不計一切阻力）。
（1）求物塊剛著地時的速度大小？

（2）若使物塊不與相碰，則 應(yīng)滿足什么條件？

（3）若時，求物塊由最初位置上升的最大高度？

（4）若在（3）中物塊由最高位置下落，拉緊輕繩后繼續(xù)下落，求物塊拉緊輕繩后下落的最遠(yuǎn)距離？

Answer 1

（20分）

解：①設(shè)到達(dá)地面時三者速度大小為V₁，

                                  解得    

②設(shè)此后到達(dá)地面時速度恰好為零。有：

                  解得：

         因此應(yīng)滿足：時，物塊不能著地。

③若時，設(shè)到達(dá)地面時三者速度大小為V₂，

，再設(shè)運動到到達(dá)地面時速度大小為，有：

，

此后物塊還能上升的高度為，

可得物塊上升的最大高度為

④物塊下落距離時，拉緊細(xì)線，設(shè)此時物塊速度大小為，有：                            

                               

此時由動量守恒定律得、三者有大小相等的速度設(shè)為 

                       

設(shè)拉緊細(xì)線后下落的最遠(yuǎn)距離為：

由以上幾式可得：