打桩机是基建常用工具。某种简易打桩机模型如图所示,重物A、B和C通过不可伸长的轻质长绳跨过两个光滑的等高小定滑轮连接,C与滑轮等高(图中实线位置)时,C到两定滑轮的距离均为L。重物A和B的质量均为m,系统可以在如图虚线位置保持静止,此时连接C的绳与水平方向的夹角为60°。某次打桩时,用外力将C拉到图中实线位置,然后由静止释放。设C的下落速度为3gL5时,与正下方质量为2m的静止桩D正碰,碰撞时间极短,碰撞后C的速度为零,D竖直向下运动L10距离后静止(不考虑C、D再次相碰)。A、B、C、D均可视为质点。
(1)求C的质量;
(2)若D在运动过程中受到的阻力F可视为恒力,求F的大小;
(3)撤掉桩D,将C再次拉到图中实线位置,然后由静止释放,求A、B、C的总动能最大时C的动能。
3
g
L
5
L
10
【答案】(1)C的质量为m;
(2)若D在运动过程中受到的阻力F可视为恒力,F的大小为6.5mg;
(3)撤掉桩D,将C再次拉到图中实线位置,然后由静止释放,A、B、C的总动能最大时C的动能为(4-2)mgL。
3
(2)若D在运动过程中受到的阻力F可视为恒力,F的大小为6.5mg;
(3)撤掉桩D,将C再次拉到图中实线位置,然后由静止释放,A、B、C的总动能最大时C的动能为(4-2
3
【解答】
【点评】
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