题目内容

质量分别为m1和m2的两个小球叠放在一起，从高度为h处自由落下，如图所示。已知h远大于两球半径，所有的碰撞都是完全弹性碰撞，且都发生在竖直方向上。若碰撞后m2恰处于平衡状态，求

（i）两个小球的质量之比m1:m2；
（ii）小球m1上升的最大高度。

=1:3；H=4h

解析试题分析：下降过程为自由落体运动，触地时两球速度相同，V=,碰撞地之后，速度瞬间反向，大小相等，选与碰撞过程为研究过程，碰撞前后动量守恒，设碰后速度大小分别为，碰后处于平衡状态，速度为0
选向上方向为正方向，则：（-）V=
由能量守恒定律得：（+）=
联立解得：:=1:3
=2
反弹后高度为：H=/(2g)=4h
考点：动量守恒定律，机械能守恒定律

练习册系列答案
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如图所示，小球从弹簧正上方一定高度落到竖直放置在地面上的轻质弹簧上，直至速度为零，则从小球接触弹簧开始到压缩弹簧至最低点的过程中  

A．小球的动能一直减小 B．小球的机械能一直减小
C．小球的动能先增大后减小 D．小球的机械能先增大后减小

如图所示，已知倾角为θ=45°、高为h的斜面固定在水平地面上．一小球从高为H（h<H<）处自由下落，与斜面做无能量损失的碰撞后水平抛出．小球自由下落的落点距斜面左侧的水平距离x满足一定条件时，小球能直接落到水平地面上．

⑴求小球落到地面上的速度大小；
⑵求要使小球做平抛运动后能直接落到水平地面上，x应满足的条件；
⑶在满足⑵的条件下，求小球运动的最长时间．

（16分）质量为m的钢板与直立轻弹簧的上端连接，弹簧下端固定在地上．平衡时， 弹簧的压缩量为x0，如右图所示．一物块从钢板正上方距离为3x0的A处自由落下，打在钢板上并立刻与钢板一起向下运动，但不粘连．它们到达最低点后又向上运动．已知物块质量也为m时，它们恰能回到O点．若物块质量为M，仍从A处自由落下，则物块与钢板回到O点时，还具有向上的速度．物块向上运动到达的最高点与O点的距离h＝x0．求M与m的关系式。

（10分）如图，两足够长的光滑平行金属导轨竖直放置，相距为L，一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直，一质量为m的导体棒在距离磁场上边界h处由静止释放，导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为I。整个运动过程中导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，导体棒在此电路中的有效电阻为R，不计导轨的电阻。求：

（1）磁感应强度的大小B；
（2）电流稳定后，导体棒运动速度的大小v；
（3）流经电流表电流的最大值Im。

（10分）如图所示，一质量为M的滑块静止在光滑的水平面上，其左侧是一光滑的四分之一圆弧，圆弧半径为R=1m，一质量为m的小球以速度V0向右运动冲上滑块，已知M=4m，g取10 m/s2，若小球刚好没跃出圆弧的上端，求：

①小球的初速度V0是多少?  
②滑块获得的最大速度是多少?

在水平地面上竖直固定一根内壁光滑的圆管，管的半径R=3.6m（管的内径大小可以忽略），管的出口A在圆心的正上方，入口B与圆心的连线与竖直方向成60°角，如图所示．现有一只质量m=1kg的小球（可视为质点）从某点P以一定的初速度水平抛出，恰好从管口B处沿切线方向飞入，小球到达A时恰好与管壁无作用力．取g=10m/s2．求：

（1）小球到达圆管最高点A时的速度大小；
（2）小球在管的最低点C时，管壁对小球的弹力大小；
（3）小球抛出点P到管口B的水平距离x．

如图所示，光滑水平面上，轻弹簧两端分别拴住质量均为m的小物块A和B，B物块靠着竖直墙壁。今用水平外力缓慢推A，使A、B间弹簧压缩，当压缩到弹簧的弹性势能为E时撤去此水平外力，让A和B在水平面运动，球：

（1）当B恰要离开墙壁时，A物块的速度大小
（2）当弹簧达到最大长度时A、B的速度大小

（6分）某同学用图甲所示的装置验证机械能守恒定律。实验操作过程中

①用游标卡尺测量小球的直径，由图乙可知小球的直径为   mm；
②用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离为l22．20cm；
③断开电磁铁电源，让小球自由下落；
④在小球经过光电门时，计时装置记下小球经过光电门所用的时间为2．5010-3s，由此可算得小球经过光电门时的速度为   m/s；
⑤以光电门所在处的水平面为参考面，小球的质量为m（kg），取重力加速度g=10m/s2，计算得出小球在最高点时的机械能为   J，小球在光电门时的机械能为  J。由此可知，在误差允许的范围内，小球下落过程中机械能是守恒的。

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