一单摆OA的上端与OM绳的上端系于同一点O,OM绳上穿着一只小球B.单摆球由图示位置开始摆动(偏角小于5),同时B球从O
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设摆长L,B球所受绳的摩擦阻力为f.

1.

由两球在最短的时间相碰,得单摆时间为1/4周期

B球从O点由静止开始下滑到相碰时,其距离公式:L=1/2(at^2),其受力公式:ma=mg-f

由此求出B球的下滑时间:

t=√[2mL/(mg-f)]

单摆OA运动的周期公式:T=2π√(L/g),开始摆动到与B球相碰时的时间:

t=(1/4)2π√(L/g)=π/2(√(L/g)

上述两个时间t相等,即:

√[2mL/(mg-f)]=π/2(√(L/g)

把π^2≈10,g≈10代入,得:1/4*2π*根号L/g=根号(2L/( (mg-f)/m ) )

f=2m

则:(B球所受绳的摩擦阻力)/(它的重力之比)=2m/G=2m/(mg)=2/g=1/5

2.

再根据动能定理

(mg-f)L=1/2m(VB)^2

mgL(1-cosθ)=1/2m(VA)^2

两式相比便得:

(VA/VB)^2=5(1-cosθ)/4

所以,两球相碰的瞬间A,B球的速度大小之比为:√[5(1-cosθ)]/2