某兴趣小组设计了一种实验装置,用来研究碰撞问题,其模型如图所示,光滑轨道中间部分水平,右侧为位于竖直平面内半径...
问题详情:
某兴趣小组设计了一种实验装置,用来研究碰撞问题,其模型如图所示,光滑轨道中间部分水平,右侧为位于竖直平面内半径为R的半圆,在最低点与直轨道相切.5个大小相同、质量不等的小球并列静置于水平部分,球间有微小间隔,从左到右,球的编号依次为0、1、2、3、4,球的质量依次递减,每球质量与其相邻左球质量之比为k(k<1).将0号球向左拉至左侧轨道距水平高h处,然后由静止释放,使其与1号球碰撞,1号球再与2号球碰撞…所有碰撞皆为无机械能损失的正碰(不计空气阻力,小球可视为质点,重力加速度为g).
(1)0号球与1号球碰撞后,1号球的速度大小v1;
(2)若已知h=0.1m,R=0.64m,要使4号球碰撞后能过右侧轨道的最高点,问k值为多少?
【回答】
考点:动量守恒定律;机械能守恒定律.
分析:(1)0号球下滑过程机械能守恒,由机械能守恒定律可以求出它滑到水平面时的速度,两球碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒,应用动量守恒定律与机械能守恒定律可以求出球的速度.
(2)求出4号球的速度,然后应用机械能守恒定律与牛顿第二定律求出k.
解答: 解:(1)0号球碰前速度为v0,由机械能守恒定律得:m0gh=m0v02,
碰撞过程系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律的:m0v0=m0v0′+m1v1,
由机械能守恒定律得:m0v02=m0v0′2+m1v12,
解得:v1=v0=v0=,
(2)同理可得:v2=v1,…v4=v3,
解得:v2=()4v0,
4号球从最低点到最高点过程,由机械能守恒定律得:
m4v42=m4v2+m4g•2R,
4号球在最高点:≥m4g,
解得:k≤﹣1;
答:(1)0号球与1号球碰撞后,1号球的速度大小v1为;
(2)若已知h=0.1m,R=0.64m,要使4号球碰撞后能过右侧轨道的最高点,问k值为:k≤﹣1.
点评:本题考查了求速度、求k,分析清楚物体运动过程,应用机械能守恒定律与动量守恒定律、牛顿第二定律即可正确解题.
知识点:实验:验*动量守恒定律
题型:计算题
-
用若干个体积为1的正方体搭成一个几何体,其正视图、侧视图都是如图所示的图形,则这个几何体的最大体积与最小体积的...
问题详情:用若干个体积为1的正方体搭成一个几何体,其正视图、侧视图都是如图所示的图形,则这个几何体的最大体积与最小体积的差是()A.2B.3C.4D.5【回答】解析:由正视图、侧视图可知,此几何体的体积最小时,底层有5个小正方体,上面有2个小正方体,共7个小正方体;体积最大时,底...
-
_______________,听取蛙声一片。 (*弃疾《西*月•夜行黄沙道中》)
问题详情:_______________,听取蛙声一片。 (*弃疾《西*月•夜行黄沙道中》)【回答】稻花香里说丰年知识点:其他题型:填空题...
-
下列物质中,属于合成材料的是 A.棉花 ...
问题详情:下列物质中,属于合成材料的是 A.棉花 B.羊毛 C.塑料 D.天然橡胶【回答】C知识点:走进化学世界单元测试题型:选择题...
-
我国的汽车工业正在飞速发展,一辆现代轿车,从动力到小小的天线都与物理学有关,某国产新型轿车,在平直公路上行驶时...
问题详情:我国的汽车工业正在飞速发展,一辆现代轿车,从动力到小小的天线都与物理学有关,某国产新型轿车,在平直公路上行驶时,当车速为36km/h时,制动后滑行距离为10m。则轿车所受的制动阻力大小是其轿车重力大小的倍数为(g=10m/s2) A.0.10 B.0...
相关文章
- 如图所示,在水平轨道右侧安放半径为R的竖直圆槽形光滑轨道,水平轨道的PQ段铺设特殊材料,调节其初始长度为l.水...
- 如图所示,固定的长直水平轨道MN与位于竖直平面内的光滑半圆轨道相接,圆轨道半径为R,PN恰好为该圆的一条竖直直...
- 如图所示,半径分别为R和r(R>r)的*、乙两光滑半圆轨道放置在同一竖直平面内,两轨道之间由一光滑水平轨...
- 某实验小组做了如下实验,装置如图*所示.竖直平面内的光滑轨道由倾角为θ的斜面轨道AB和圆弧轨道BCD组成,将质...
- 如图所示为通过**器研究轻*簧的**势能的实验装置。半径为R的光滑3/4圆形轨道竖直固定于光滑水平面上并与水平...
- 如图所示,BC是半径为R=1m的圆弧形光滑且绝缘的轨道,位于竖直平面内,其下端与水平绝缘轨道平滑连接,整个轨道...
- 在半径R=5000km的某星球表面,宇航员做了如下实验,实验装置如图*所示.竖直平面内的光滑轨道由轨道AB和圆...
- 如图所示,半径分别为R和r(R>r)的*乙两光滑圆轨道安置在同一竖直平面内,两轨道之间由一条光滑水平轨道CD相...
- 如图所示为放置在竖直平面内游戏滑轨的模拟装置,滑轨由四部分粗细均匀的金属杆组成,其中倾斜直轨AB与水平直轨CD...
- 如图所示,是半径为的圆弧形光滑且绝缘的轨道,位于竖直平面内,其下端与水平绝缘轨道平滑连接,整个轨道处在水平向左...