题目内容

一列火车共有n节车厢且均停在光滑的长直轨道上,各车厢间距相等,间距总长为a.若第一节车厢以速度v向第二节车厢运动,碰撞时间极短且碰后不分开,然后一起向第三节车厢运动,……依次直到第n节车厢.试求:
(1)火车的最后速度是多大?
(2)整个过程经历的时间是多长?
(1) (2)
解:(1)由动量守恒,有                      (3分)
解得                                   (2分)
(2)设每两节相邻车厢间距为,           (1分)
碰撞后连接在一起的车厢节数依次为2节、3节…... (n-1)节,它们的速度相应为v/2, v/3…,所以火车的最后速度为v/n.                (2分)
通过各间距的时间相应为:
          ( 2分)总时间为:  (2分)
练习册系列答案
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用“碰撞试验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
                                     
(1)试验中,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      (填选项前的序号),间接地解决这个问题。
A.小球开始释放高度
B.小球抛出点距地面的高度
C.小球做平抛运动的射程
(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影,实验时,先让入射球多次从斜轨上同一位置静止释放,找到其平均落地点的位置B,测量平抛射程。然后把被碰小球静止于轨道的水平部分,再将入射小球从斜轨上相同位置静止释放,与小球相撞,并多次重复。接下来要完成的必要步骤是     (填选项的符号)
A.用天平测量两个小球的质量
B.测量小球开始释放高度h
C.测量抛出点距地面的高度H
D.分别找到相碰后平均落地点的位置A、C
E.测量平抛射程
(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);若碰撞是弹性碰撞,那么还应满足的表达式为       (用(2)中测量的量表示)。

(4)经测定,,小球落地点的平均位置到O点的距离如图所示。碰撞前、后­的动量分别为,则  :11;若碰撞结束时的动量为,则=11:   ;所以,碰撞前、后总动量的比值=   ;实验结果说明                     .

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