如图所示,单摆摆长为1m,做简谐运动,C点在悬点O的正下方,D点与C相距为2m,C、D之间是光滑水平面,当摆球A到左侧最大位移处时,小球B从D点以某一速度匀速地向C点运动,A、B二球在C点相遇,求小球B的速度大小.

问题描述:

如图所示,单摆摆长为1m,做简谐运动,C点在悬点O的正下方,D点与C相距为2m,C、D之间是光滑水平面,当摆球A到左侧最大位移处时,小球B从D点以某一速度匀速地向C点运动,A、B二球在C点相遇,求小球B的速度大小.

小球A摆动到C点的时间为:t=nT+

1
4
T=(n+
1
4
)2π
L
g
=2(n+
1
4
)(n=0,1,2,3,4,…)
球B从D到C的运动时间:t=
s
v
=
2
v

得:v=
s
t
=
2
2(n+
1
4
)
=
4
4n+1
m/s(n=0,1,2,3,4,…)
答:小球B的速度大小为
4
4n+1
m/s(n=0,1,2,3,4,…).
答案解析:根据单摆的周期公式求解出小球A摆动到C点的时间,然后根据位移时间关系公式列式求解.
考试点:单摆周期公式.

知识点:本题关键是根据运动的等时性求解出运动的时间,然后根据运动学公式列式求解,要注意多解性.