题目内容

【题目】小静在观看台球比赛时发现:有时运动的白球去撞击一个静止的球后,白球会立即静止在碰撞时的位置,而被撞的球似乎接替了白球,沿白球原来的运动方向,以几乎相同的速度向前运动,如图甲所示

小静想:白球碰撞后立即静止,被撞的球是以白球撞前相同大小速度运动出去的吗?

通过了解和初步实验,小静发现只有当体积和质量均相同的两球,而且球心在同一直线上相碰时,才可能出现上述现象为进一步探究,她设计了下述实验方案:

将一个两端翘起、中间水平的轨道固定在水平桌面上,取两个相同的台球AB,将B球静置于轨道的水平部分,A球置于轨道左端斜面上某处,测出该点到水平桌面的高度h1,如图乙所示,释放A球,撞击后,A球静止,B球向前运动并冲上轨道右端斜面能到达的最高点,测出该点的高度h2通过比较h2h1的大小关系即可作出判断.请你作答以下问题:

1)已知重力势能的计算公式为Ep=mgh,动能的计算公式为Ek=mv2若轨道光滑,则碰撞前瞬间A球运动速度的表达式VA=___________;若h2=h1,则说明B球被撞后开始运动的速度VB___________VA(选填“=”)。

2)在实际实验中,测出的h2总小于h1则导致这一现象的原因______________

【答案】 = 轨道有摩擦,小球的机械能不断减少

【解析】解答:

(1) 因轨道光滑时,A球下滑的过程中重力势能全部转化为动能,

所以,Ep=Ek,mgh1mv2A,解得:vA;若h2=h1,则最高点时AB球的重力势能相等,由上面的匀速可知,B球碰撞后的速度和A球碰撞前的速度相等,vB=vA

(4)有价值。在阻力无法避免的情况下,用光滑程度不同的轨道多次实验,轨道越光滑,h2越接近h1,即可推理得出:当无阻力时,h2=h1,即可判断vB=vA.

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