解题思路:(1)A球受力分析,根据平衡条件求解拉力;
(2)①剪断c,小球a向下摆过程中,绳子的拉力不做功,其机械能守恒,由机械能守恒定律求出A与B发生碰撞前瞬间的速度大小;
②A与B发生弹性碰撞,根据动量守恒和动能守恒结合求出碰后瞬间B的速度大小;
③假设b不会拉断,根据牛顿第二定律求出绳子的拉力,再进行判断.若绳子被拉断,b做平抛运动,运用运动的分解法求解水平距离.
解(1)A球受力如图所示,根据物体的平衡条件有:Ta=[T/cosθ]=[mg/cos60°]=2mg
(2)①A与B发生碰撞前瞬间的速度大小为v,由机械能守恒定律有
mgL(1-cosθ)=[1/2mv2
解得,v=
gL]
②A与B发生弹性碰撞,则由动量守恒和动能守恒得
mv=mvA+3mvB
[1/2mv2=
1
2m
v2A]+[1/2•3m
v2B]
解得,vB=
gL
2
③假设b不断,绳子的拉力大小为F,则根据牛顿第二定律
F-3mg=3m
v2B
L
解得,F=3.75mg>Fm=3.5mg,故b会被拉断,拉断后b将做平抛运动,则有
h=[1/2gt2
s=vBt
联立解得,s=
1
2]L
答:
(1)A静止时,a受的拉力是2mg;
(2)剪断c.
①A与B发生碰撞前瞬间的速度大小是
gL.
②若A与B发生弹性碰撞,碰后瞬间B的速度大小是
点评:
本题考点: 机械能守恒定律;牛顿第二定律;向心力.
考点点评: 本题涉及多个物理过程,采用程序法进行分析,关键要把握每个过程遵守的物理规律.