题目内容

10.如图所示,光滑水平面上的同一直线上放着处于静止状态的光滑曲面体B和滑块C,B的质量为3m,C的质量为2m,B开始处于锁定状态,一质量为m的小球A从曲面上离地面高h处由静止释放,沿曲面滚到水平面上再与滑块发生弹性碰撞,小球滚离曲面体后,立即让曲面体解除锁定,小球被滑块反弹后再滑上曲面体,重力加速度为g,求:
①A与C碰撞后A的速度大小;
②A再次滑上曲面后能上升的最大高度.

分析 ①A下滑过程机械能守恒,应用机械能守恒定律可以求出A到达底端的速度,A、C碰撞过程机械能守恒、动量守恒,应用动量守恒定律与机械能守恒定律可以求出速度;
②A、B组成的系统机械能守恒、动量守恒,应用动量守恒定律与机械能守恒定律可以求出A上升的高度.

解答 解:①A下滑过程机械能守恒,由机械能守恒定律得:mgh=$\frac{1}{2}$mv12,
A、C碰撞过程系统动量守恒,以向左为正方向,由动量守恒定律得:mv1=2mv2-mv3,
由机械能守恒定律得:$\frac{1}{2}$mv12=$\frac{1}{2}$•2mv22+$\frac{1}{2}$mv32,
解得:v3=$\frac{1}{3}$v1=$\frac{1}{3}$$\sqrt{2gh}$;
②A返回过程系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得:mv3=(m+3m)v4,
由机械能守恒定律得:$\frac{1}{2}$mv32=mgh′+$\frac{1}{2}$(m+3m)v42,
解得:h′=$\frac{1}{12}$h;
答:①A与C碰撞后A的速度大小为$\frac{1}{3}$$\sqrt{2gh}$;
②A再次滑上曲面后能上升的最大高度为$\frac{1}{12}$h.

点评 本题考查了动量守恒定律的应用,考查了求速度与上升高度问题,分析清楚物体运动过程是解题的前提与关键,应用动量守恒定律与 机械能守恒定律可以解题,解题时注意正方向的选择.

练习册系列答案
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1.回答下列有关“研究平抛物体的运动”的问题:
(1)在做“研究平抛物体的运动”的实验时,除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外,下列器材中还需要的是CF. 
A.游标卡尺          B.秒表
C.坐标纸                 D.天平
E.弹簧测力计             F.重垂线
(2)实验中,下列说法正确的是AD.
A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B.斜槽轨道必须光滑
C.斜槽轨道末端可以不水平
D.要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适 当多一些
E.为了比较准确地描出小球运动的轨迹,应该用一条曲线把所有的点连接起来
(3)甲同学在研究平抛运动规律的实验中,各自让钢球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出钢球平抛运动的轨迹.得到A、B、C三点的坐标标记如图甲所示,坐标原点为抛出点,其中B点的位置或坐标有明显错误,根据你认为正确的数据计算出钢球平抛的初速度为1.0(g=10m/s2).(计算结果保留两位有效数字 )
(4)乙同学用频闪照相的方式研究平抛运动,得到小球做平抛运动的闪光照片,照片中的每个正方形小格的边长代表的实际长度为4.85cm.已知闪光频率是10Hz.则根据上述的信息可知:小球初速度大小v0=1.94m/s,当地的重力加速度g=9.70m/s2;(计算结果保留三位有效数字)

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