题目内容
如图所示,质量为m的由绝缘材料制成的球与质量为M=19m的金属球并排悬挂。现将绝缘球拉至与竖直方向成θ=600的位置自由释放,下摆后在最低点与金属球发生弹性碰撞。在平衡位置附近存在垂直于纸面的磁场。已知由于磁场的阻尼作用,金属球将于再次碰撞前停在最低点处。求经过几次碰撞后绝缘球偏离竖直方向的最大角度将小于450。
最多碰撞3次
解析:
设:小球m的摆线长度为l
小球m在下落过程中与M相碰之前满足机械能守恒: ①
m和M碰撞过程满足: ②
③
联立 ②③得: ④
说明小球被反弹,而后小球又以反弹速度和小球M发生碰撞,满足:
⑤
⑥
解得: ⑦
整理得: ⑧
所以: ⑨
而偏离方向为450的临界速度满足: ⑩
联立① ⑨ ⑩代入数据解得,当n=2时,
当n=3时,
所以,最多碰撞3次
练习册系列答案
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如图所示,质量为M的楔形物块静止在水平地面上,其斜面的倾角为θ.斜面上有一质量为m的小物块,小物块与斜面之间存在摩擦.用恒力F沿斜面向上拉,使之匀速上滑.在小物块运动的过程中,楔形物块始终保持静止,则( )
A、地面对楔形物块的支持力为(M+m)g | B、地面对楔形物块的摩擦力为零 | C、楔形物块对小物块摩擦力可能为零 | D、小物块一定受到四个力作用 |