Question

一道高中物理题，求详细过程

O为一水平轴。细绳上端固定于O轴，下端系一质量m=1.0kg的摆球，原来处于静止状态，摆球与平台的B点接触，但对平台无压力，摆长为l=0.60m。平台高BD=0.80m。一个质量为M=2.0kg的小球沿平台自左向右运动到B处与摆球发生正碰，碰后摆球在绳的约束下做圆周运动，经最高点A时，绳上的拉力T恰好等于摆球的重力，而M落在水平地面的C点，DC=1m。求：质量为M的小球与摆球碰撞前的速度大小

Answer 1

设M初速度为V0，两球相碰后m速度为V1，M速度为V2，根据动量守恒MV0=mV1+MV2 ；

m从B点到A点减小的速度为△V，m到A点时速度为V3，则V1=△V+V3;

m上升动能转化为重力势能 0.5*m*△V*△V=mg2l得出
△V*△V=4gl,△V=4.8m/s;

m在A点时由绳子拉力和m重力提供向心力F，
F=mV3*V3/l=T+mg即mV3*V3/l=2mg,V3*V3=2gl,V3=3.5m/s;

所以V1=8.3m/s

而M撞击m后以水平速度V3从平台做平抛运动，设M从离开平台到落到地上时间为t则
0.5*g*t*t=BD即t*t=0.8*2/10，t=0.4s
所以V3=DC/t=2.5m/s

最终由MV0=mV1+MV2,
V0=mV1/M+V2=6.65m/s

Answer 2

有图吗