如图所示,滑块可在水平放置的光滑固定导轨上自由滑动,小球与滑块上的悬点O由一不可伸长的轻绳相连.开

如图所示,滑块可在水平放置的光滑固定导轨上自由滑动,小球与滑块上的悬点O由一不可伸长的轻绳相连.开始时,轻绳处于水平拉直状态,小球和滑块均静止.现将小球由静止释放,当小球到达最低点时,滑块刚好被一表面涂有粘性物质的固定挡板粘住.在极短的时间内速度减为零.小球继续向左摆动,当轻绳与竖直方向的夹角为θ(θ为锐角)时小球达到最高点.则滑块和小球的质量之比为多少?
2026年09月29日 05:15
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设轻绳长度为L,小球到达最低点时,滑块和小球的速度分别为v1,v2,重力加速度为g,滑块质量为m1,小球质量为m2,
①小球从水平到达最低点的过程,有:
  m2gL=

1
2
m1
v
+
1
2
m2
v
  ①
②小球到达最低点时,有:
  m1v1=m2v2 ②
③小球从最低点到左端最高点的过程,有:
 
1
2
m2
v
=m2gL(1-cosθ)  ③
由③得:v
 
=2gL(1-cosθ)
把v2代入①和②,由①和②联合解得:
 
m1
m2
=
1?cosθ
cosθ

答:滑块和小球的质量之比为
1?cosθ
cosθ
.