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如图所示,一对杂技演员(都视为质点)乘秋千(秋千绳处于水平位置)从A点由静止出发...

manfen5.com 满分网如图所示,一对杂技演员(都视为质点)乘秋千(秋千绳处于水平位置)从A点由静止出发绕O点下摆,当摆到最低点B时,女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出,然后自已刚好能回到高处A.求男演员落地点C 与O 点的水平距离s.已知男演员质量m1,和女演员质量m2之比manfen5.com 满分网=2,秋千的质量不计,秋千的摆长为R,C 点比O 点低5R.
两演员一起从从A点摆到B点,只有重力做功,根据机械能守恒定律求出最低点速度;女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出,两演员系统动量守恒,由于女演员刚好能回到高处,可先根据机械能守恒定律求出女演员的返回速度,再根据动量守恒定律求出男演员平抛的初速度,然后根据平抛运动的知识求解男演员的水平分位移. 【解析】 两演员一起从从A点摆到B点,只有重力做功,机械能守恒定律,设总质量为m,则 mgR=mv2   ① 女演员刚好能回到高处,机械能依然守恒 m2gR=m2v12   ② 女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出,两演员系统动量守恒 (m1+m2)v=-m2v1+m1v2   ③ 根据题意 =2      ④  有以上四式解得 v2=2 接下来男演员做平抛运动 由4R=gt2,得t= 因而 s=v2t=8R; 即男演员落地点C 与O 点的水平距离s为8R.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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