当前位置:高中试题 > 物理试题 > 机械能守恒及其条件 > 在光滑的水平面上,静止放置着直径相同的小球A和B,它们的质量分别为m和3m,两球之间的距离为L.现用一大小为F的水平恒力始终作用到A球上,A球从静止开始向着B球...
题目
题型:不详难度:来源:
在光滑的水平面上,静止放置着直径相同的小球A和B,它们的质量分别为m和3m,两球之间的距离为L.现用一大小为F的水平恒力始终作用到A球上,A球从静止开始向着B球方向运动,如图所示,设A球与B球相碰的时间极短、碰撞过程没有机械能损失,碰撞后两球仍在同一直线上运动.求:
(1)A球第一次碰撞B球之前瞬间的速度.
(2)A球到第二次碰撞B球之前,A球通过的总路程S.魔方格
答案
(1)设A球的加速度为a,第一次碰到B球瞬间速度为v1,则F=ma①
ν21
=2aL

解得ν1=


2FL
m

(2)两球碰撞过程动量守恒(取向右方向为正方向),得mv1=mvA1"+3mνB1"④
碰撞过程没有机械能损失,得
1
2
m
v21
=
1
2
mv
2A1
+
1
2
3mv
2B1

解得两球第一次的速度v
 A1
=-
v1
2
(方向向左),vB1=
v1
2
(方向向右)   ⑥
碰后A球先向左匀减速运动,再向右匀加速运动,直到第二次碰撞B球.
设碰后A球向左运动的最大距离为SA2,则
ν′2A1
=2aSA2

解得SA2=
L
4

设两球第一次碰后到第二次碰前经过的时间为t2,两球的位移都为S2,有S2
 B1
t2
 A1
t2+
1
2
a
t22

解得t2=
2v1
a
S2=2L

因此到第二次碰撞B球之前,A球通过的总路程S=L+2SA2+S2
解得S=3.5L
答:(1)A球第一次碰撞B球之前瞬间的速度为ν1=


2FL
m

(2)A球到第二次碰撞B球之前,A球通过的总路程为3.5L.
核心考点
试题【在光滑的水平面上,静止放置着直径相同的小球A和B,它们的质量分别为m和3m,两球之间的距离为L.现用一大小为F的水平恒力始终作用到A球上,A球从静止开始向着B球】;主要考察你对机械能守恒及其条件等知识点的理解。[详细]
举一反三
如图所示,半径R=0.6m的光滑半圆细环竖直放置并固定在水平桌面上,环上套有质量为1kg的小球甲,用一根细线将小球甲通过两个光滑定滑轮B、D与质量为2kg的小物体乙相连,滑轮的大小不计,与半圆环在同一竖直平面内,它们距离桌面的高度均为h=0.8m,滑轮B恰好在圆环最高点C点的正上方.初始时将甲拉至半圆环左边最低点A处,然后将甲、乙由静止开始释放,则当甲运动到离桌面高度为______m时,甲、乙速度大小相等;当甲运动到C点时的速度大小为______m/s.魔方格
题型:徐汇区一模难度:| 查看答案
如图所示,一水平直轨道CF与半径为R的半圆轨道ABC在C点平滑连接,AC在竖直方向,B点与圆心等高.一轻弹簧左端固定在F处,右端与一个可视为质点的质量为m的小铁块甲相连.开始时,弹簧为原长,甲静止于D点.现将另一与甲完全相同的小铁块乙从圆轨道上B点由静止释放,到达D点与甲碰撞,并立即一起向左运动但不粘连,它们到达E点后再返回,结果乙恰回到C点.已知CD长为L1,DE长为L2,EC段均匀粗糙,ABC段和EF段均光滑,弹簧始终处于弹性限度内.
(1)求直轨道EC段与物块间动摩擦因素.
(2)要使乙返回时能通过最高点A,可在乙由C向D运动过程中过C点时,对乙加一水平向左恒力,至D点与甲碰撞前瞬间撤去此恒力,则该恒力至少多大?魔方格
题型:安徽模拟难度:| 查看答案
直立轻弹簧的下端与水平地面上质量为M=0.20kg的甲木块与连接,轻弹簧上端静止于A点(如图甲),再将质量也为M=0.20kg乙木块与弹簧的上端连接,当甲、乙及弹簧均处于静止状态时,弹簧上端位于B点(如图乙).现向下压乙,当弹簧上端下降到C点时将弹簧锁定,这时C、A两点间的距离为△l=6.0cm.一个质量为m=0.10kg的小球丙从距离乙正上方h=0.45m处自由落下(如图丙),当丙与乙刚接触时,弹簧立即被解除锁定,丙与乙发生弹性碰撞(碰撞时间极短,丙、乙间的作用力远大于重力和弹簧弹力),碰撞后立即取走小球丙.当甲第一次刚离开地面时乙的速度为v=2.0m/s.求:
(1)碰撞刚结束的瞬间,丙球、乙木块的速度v1、v2的大小和方向;
(2)放上乙物体后,平衡时弹簧上端B点(图2中)到A点的距离x1
(3)从弹簧被解除锁定至甲第一次刚离开地面时,弹簧弹性势能的改变量△EP.(g=10m/s2魔方格
题型:不详难度:| 查看答案
如图所示在光滑水平面上有两个小木块A和B,其质量mA=1kg,mB=4kg,它们中间用一根轻弹簧相连.一颗水平飞行的子弹质量为m=50g,v0=500m/s的速度在极短的时间内射穿两木块,一直射穿A木块后子弹的速度变为原来的
3
5
,且子弹穿A木块损失的动能是射穿B木块损失的动能的2倍.求:
(1)射穿A木块过程中系统损失的机械能;
(2)系统在运动过程中弹簧的最大弹性势能;
(3)弹簧再次恢复原长时木块A、B的速度的大小.魔方格
题型:不详难度:| 查看答案
如图所示,将带电量Q=0.5C、质量m’=0.3kg的滑块放在小车绝缘板的右端,小车的质量M=0.5kg,滑块与绝缘板间的动摩擦因数μ=0.4,小车的绝缘板足够长,它们所在的空间存在着磁感应强度B=20T的水平方向的匀强磁场,磁场方向如图所示.开始时小车静止在光滑水平面上,一摆长L=1.25m、摆球质量m=O.15kg的摆从水平位置由静止释放,摆到最低点时与小车相撞,如图所示,碰撞后摆球恰好静止(g取10m/s2).求:
(1)摆球与小车的碰撞过程中系统损失的机械能△E;
(2)碰撞后小车的最终速度.魔方格
题型:不详难度:| 查看答案
版权所有 CopyRight © 2012-2019 超级试练试题库 All Rights Reserved.