如图所示,质量为m的小球用长度为L的轻质细绳悬挂于O点,现将它拉至A处,使细绳与竖直方向的夹角为θ(θ

2025-02-24 03:21:39
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回答1:

(1)由单摆的周期公式可得:
T=2π
L
g
--------------------------------①
由A第一次到B,小球所用时间是四分之一周期,即:t=
1
4
T=
π
2
L
g
------②
(2)由于重力是恒力,由冲量定义可知重力的冲量为:I G = mgt=
1
2
πm
Lg
----------------③
(3)动量的变化等于末动量减去初动量:△P=P B -P A------------------------------
又P A =0--------------------------------⑤
P B =mv B ---------------------------------⑥
从A到B的过程中,由机械能守恒定律得:
1
2
m
v 2B
=mgL(1-cosθ)--------------⑦
由④⑤⑥⑦,可解得:△P=m
2gL(1-cosθ)
------------------⑧
(1)从A到B的过程中,小球在重力和绳的拉力的冲量作用下,动量的改变量为△P,且方向水平,又因重力的冲量方向向下,所以由矢量的合成法则得:
I F 2 =△ P 2 + I G 2 ----------------------------⑨
由③⑧⑨式得:I F =m
2gL(1-cosθ)+
π 2
4
gL

答:(1)所经历的时间t为
π
2
L
g

(2)该过程中重力产生的冲量大小I G
1
2
πm
Lg

(3)该过程中小球的动量变化△P为m
2gL(1-cosθ)

(4)该过程中绳的拉力产生的冲量大小I F 为m
2gL(1-cosθ)+
π 2
4
gL