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某同学设计了如图所示的趣味实验来研究碰撞问题,用材料和长度相同的不可伸长的轻绳依次将5个大小相同、质量不等的小球悬挂于水平天花板下方,且相邻的小球静止时彼此接触但无相互作用力,小球编号从左到右依次为1...
题目内容:
某同学设计了如图所示的趣味实验来研究碰撞问题,用材料和长度相同的不可伸长的轻绳依次将5个大小相同、质量不等的小球悬挂于水平天花板下方,且相邻的小球静止时彼此接触但无相互作用力,小球编号从左到右依次为1、2、3、4、5,每个小球的质量为其相邻左边小球质量的k倍, ,所有小球的球心等高。现将1号小球由最低点向左拉起高度h,保持绳绷紧状态由静止释放1号小球,使其与2号小球碰撞,2号小球再与3号小球碰撞……。所有碰撞均为在同一直线上的正碰且无机械能损失。已知重力加速度为g,空气阻力、小球每次碰撞时间均可忽略不计。
(1)求1号小球与2号小球碰撞之前的速度v1的大小;
(2)求第5个球被第4个小球碰后的速度;
(3)摆线长为L=16h,在第5个球右侧偏离竖直方向成θ=60°角的虚线上的A点钉了一个钉子,则A距悬点的距离与L的比例系数p满足什么条件时,第5个小球能绕A点做完整的圆周运动。
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