题目内容

【题目】如图所示,倾角为θ、动摩擦因数为的足够长粗糙斜面与内壁光滑的竖直圆弧形轨道相切于B点,圆弧轨道的半径为R连线为圆弧轨道的竖直直径。甲和乙是两个质量均为m的相同小球(可视为质点),乙静止在C点处,将甲从斜面上某处无初速度释放,甲、乙在C点发生正碰后粘在一起,此后恰能通过圆轨道最高点D。求:

1)小球甲与乙碰撞前瞬间的速度大小;

2)小球甲在斜面上运动的位移大小。

【答案】1;(2

【解析】

1)甲球和乙球在C处碰撞,动量守恒,设甲球在碰撞前的速度为,则有

碰后,甲乙两球刚好能运动到D点,在D点,有:

CD,由机械能守恒定律得:

联立以上式子解得:

2)对甲球,从AC,由动能定理得:

R1cosθ+sABsinθh

解得:

练习册系列答案
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【题目】如图,用碰撞实验器可以验证动量守恒定理,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。

1)实验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的,但是,可以通过仅测量______(填选项前的符号),间接地解决这个问题。

A.小球开始释放高度h

B.小球抛出点距地面的高度H

C.小球做平抛运动的射程

2)图甲中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时,先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP.然后,把被碰小球m2静置于轨道的水平部分,再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放,与小球m2相碰,并多次重复,分别找到m1m2相碰后平均落地点的位置MN。接下来需要测量是______(填选项前的符号)

A.用天平测量两个小球的质量m1m2

B.测量小球m1开始释放的高度h

C.测量抛出点距地面的高度H

D.测量平抛射程OMON

3)若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为______[用(2)中测量的量表示]

4)经测定,m1=45.0gm2=7.5g,小球落地点的平均位置距O点的距离如图乙所示。碰撞前、后m1的动量分别为p1p1,则p1p1′=______11;若碰撞结束时m2的动量为p2,则p1p2′=______2.9.(均用分数形式表示)

实验结果说明,碰撞前、后总动量的比值______

5)有同学认为,上述实验中仅更换两个小球的材质,其他条件不变,可以使被碰小球做平抛运动的射程增大。请你用(4)中已知的数据,分析和计算出被碰小球m2平抛运动射程ON的最大值为______cm

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