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问答题

如图所示,长为L、内壁光滑的直管与水平地面成30°角固定放置。将一质量为m的小球固定在管底,用一轻质光滑细线将小球与质量为M=km的小物块相连,小物块悬挂于管口。现将小球释放,一段时间后,小物块落地静止不动,小球继续向上运动,通过管口的转向装置后做平抛运动,小球在转向过程中速率不变。(重力加速度为g)

求小球从管口抛出时的速度大小.

【参考答案】

设M落地时的速度大小为v,优射出管口时速度大小为v0,M落地后m的加速度为a0。根据牛顿第二定律,
-mgsin30°=ma0
匀变速直线运动,v2=2aLsin30°,
解得