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据题意有 (18)
由(17)和(18)式得 2 (19)
由(13)和(19)式得
(20) l 球若先于球与挡板发生碰撞,则在球与挡板碰撞后,整ABC 个系统至少应绕质心转过角,即杆至少转到沿y 方向,
如图2所示. 系统绕质心转过所需时间
(21) 在此时间内质心沿x 方向向
右移动的距离 B (22)
若 (23)
则球先于球与挡板碰撞. 由(5)、(6)、
(14)、(16)、(18)、BA (21)、(22)和(23)式得 图
2 3 (24)
即
(25) 评分标准: 本题25分.(1)、(2)、(11)、(12)、
(19)、(20)式各3分,(21)式1分,(22)、(23)式各2分.(24)或(25)式2分. 15
解法二 如图1所示,建直角坐标系,轴与挡板垂直,x Oxy y v 、、、、和 分vvvvvv 以轴与挡板重合,vy AyByCyAxBxCxAyBy 别表示球与挡板刚碰撞后、和三球速度的分量,ABCC vv B A O 根据题意有 AxBx
x (1) v Cy 以表示挡板作用于球的冲量的大小,其方向沿轴x J C 的负方向,根据质点组的动量定理有 C