6.如圖所示,O為一水平軸.細(xì)繩上端固定于O軸,下端系一質(zhì)量m=1.0kg的小球B,小球B與平臺(tái)的邊緣處接觸但無(wú)壓力,且處于靜止?fàn)顟B(tài).一個(gè)質(zhì)量為M=3.0kg的小球A以某一速度v0沿光滑平臺(tái)自左向右運(yùn)動(dòng)與小球B發(fā)生正碰,碰后小球B在繩的約束下做圓周運(yùn)動(dòng),經(jīng)最高點(diǎn)時(shí),繩上的拉力T恰好等于擺球的重力,而小球A落在水平地面的位置距平臺(tái)邊緣的水平距離S=0.8m.已知細(xì)繩長(zhǎng)為l=0.6m,平臺(tái)高h(yuǎn)=0.80m,重力加速度g=10m/s2,不計(jì)空氣阻力.求:
(1)小球A在兩球碰撞后一瞬間的速度大小vA;
(2)小球B在兩球碰撞后一瞬間的速度大小vB;
(3)試通過計(jì)算分析,小球A、B間的碰撞屬于彈性碰撞還是非彈性碰撞?

分析 (1)碰后滑塊做平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律由平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)求出入碰撞后滑塊的速度.
(2)以擺球?yàn)檠芯繉?duì)象,由機(jī)械能守恒定律求出擺球在最低點(diǎn)的速度.
(3)再根據(jù)動(dòng)量守恒定律求解小球與擺球碰撞前的速度大小.即可求得系統(tǒng)是否有機(jī)械能損失,從而判斷是否為彈性碰撞.

解答 解:(1)小球A碰后做平拋運(yùn)動(dòng),豎直方向上有:
$h=\frac{1}{2}g{t^2}$…①
水平方向上有:S=vAt…②
聯(lián)立①②兩式解得:vA=2m/s
(2)設(shè)小球B在最高點(diǎn)處時(shí)的速度為v,此時(shí)由繩子的拉力和重力的合力提供所需的向心力,有:
$T+mg=\frac{{m{v^2}}}{l}$…③
由最低點(diǎn)擺到最高點(diǎn)過程中,小球B的機(jī)械能守恒,得:
$\frac{1}{2}m{v_{B}}^2=mg×2l+\frac{1}{2}m{v^2}$…④
由③④兩式結(jié)合題目條件可解得:vB=6m/s
(3)小球A、B碰撞過程,在水平方向上動(dòng)量守恒,有:Mv0=MvA+mvB…⑤
由⑤式解得:v0=4m/s
所以,碰撞前系統(tǒng)的動(dòng)能:${E_0}=\frac{1}{2}M{v_0}^2=\frac{1}{2}×3×{4^2}=24({J})$
而碰撞后系統(tǒng)的動(dòng)能:${E_1}=\frac{1}{2}M{v_A}^2+\frac{1}{2}m{v_B}^2=\frac{1}{2}×3×{2^2}+\frac{1}{2}×1×{6^2}=24({J})$
因E0=E1,即碰撞前后系統(tǒng)的動(dòng)能相等,所以此碰撞為彈性碰撞;
答:小球A在兩球碰撞后一瞬間的速度大小vA為2m/s
(2)小球B在兩球碰撞后一瞬間的速度大小vB為6m/s
(3)小球A、B間的碰撞屬于彈性碰撞.

點(diǎn)評(píng) 本題是碰撞、平拋運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)和綜合,采用程序法思維,注意分析每個(gè)過程中的運(yùn)動(dòng)特征及規(guī)律;做好受力分析,把握各個(gè)運(yùn)動(dòng)過程的物理規(guī)律是關(guān)鍵.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

16.如圖所示,遙控電動(dòng)賽車(可視為質(zhì)點(diǎn))從A點(diǎn)由靜止出發(fā),經(jīng)過時(shí)間t后關(guān)閉電動(dòng)機(jī),賽車?yán)^續(xù)前進(jìn)至B點(diǎn)后進(jìn)入固定在豎直平面內(nèi)的圓形光滑軌道,通過軌道最高點(diǎn)P后又進(jìn)入水平軌道CD上.已知賽車在水平軌道AB部分和CD部分運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力恒為車重的0.5倍,即k=$\frac{{F}_{f}}{mg}$=0.5,賽車的質(zhì)量m=0.4kg,通電后賽車的電動(dòng)機(jī)以額定功率P=20W工作,軌道AB的長(zhǎng)度足夠長(zhǎng),圓形軌道的半徑R=0.5m,空氣阻力可忽略,重力加速度g取10m/s2.某次比賽,要求賽車以最大的速度進(jìn)入軌道,則在此條件下,求:
(1)賽車最大速度是多少?
(2)賽車以最大速度到達(dá)軌道B點(diǎn)時(shí),對(duì)軌道的壓力是多大?賽車以此速度能否完成圓軌道運(yùn)動(dòng)?
(3)賽車在CD軌道將滑行多少距離才能停下.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

17.如圖所示,在直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)O處有一放射源,向四周均勻發(fā)射速度大小相等、方向都平行于紙面的帶電粒子.在放射源右邊有一很薄的擋板,擋板與xoy平面交線的兩端M、N與原點(diǎn)O正好構(gòu)成等腰直角三角形.已知帶電粒子的質(zhì)量為m,帶電量為+q,速度為υ,MN的長(zhǎng)度為L(zhǎng).
(1)若在y軸右側(cè)加一平行于x軸的勻強(qiáng)電場(chǎng),要使y軸右側(cè)所有運(yùn)動(dòng)的粒子都能打到擋板MN上,則電場(chǎng)強(qiáng)度E0的最小值為多大?在電場(chǎng)強(qiáng)度為E0時(shí),打到板上的粒子動(dòng)能為多大?
(2)若在整個(gè)空間加一方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),要使板右側(cè)的MN連線上都有粒子打到,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度不能超過多少(用m、υ、q、L表示)?若滿足此條件,放射源O向外發(fā)射出的所有帶電粒子中有幾分之幾能打在板的左邊?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

14.虛線方框內(nèi)是由電阻、電源組成的線性網(wǎng)絡(luò)電路,為了研究它的輸出特性,將電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器按圖1示的方式連接在它的輸出端A、B之間.電鍵S閉合后,實(shí)驗(yàn)中記錄的6組電流表示數(shù)I、電壓表示數(shù)U如表所示.

I(A)U(V)
0.052.66
0.102.60
0.202.45
0.302.55
0.402.32
0.502.15
(1)試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在如圖2的坐標(biāo)紙上畫出U-I圖線.
(2)若將方框內(nèi)的電路等效成電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)電阻為r的電源,從圖線上求出電源的電動(dòng)勢(shì)E=2.75V,內(nèi)電阻r=1.5Ω.
(3)變阻器滑片移動(dòng)過程中,滑動(dòng)變阻器的最大功率是1.26W.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

1.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的裝置如圖所示,則下面說(shuō)法中正確的是( 。
A.光子的最大初動(dòng)能隨照射光強(qiáng)度的增大而增大
B.光子的最大初動(dòng)能隨照射光頻率的增大而增大
C.鋅板帶的是負(fù)電荷
D.使驗(yàn)電器指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是正電荷

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

11.如圖所示,一束由a、b兩種單色光組成的復(fù)色光射向半圓形玻璃磚的圓心O,在O點(diǎn)分為兩束光1和2,其中光束1為a光,下列判斷正確的是( 。
A.光束2只有b光,且b光折射率比a光的大
B.a光的頻率大于b光的頻率
C.在此玻璃中a光的全反射臨界角小于b光的全反射臨界角
D.用同一雙縫干涉裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)可看到a光的干涉條紋間距比b光的寬

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

18.廣安市思源廣場(chǎng)中央的水景廣場(chǎng)有美妙絕倫的音樂噴泉和水幕電影,是“飲水思源”構(gòu)思中水體的中間環(huán)節(jié).其中音樂噴泉由噴水高達(dá)60米的豎直擎天柱、拱形最高噴水達(dá)8米的彩虹飛渡、噴水高度達(dá)10米的高頻水柱陣及蛟龍戲水、涌泉、水火霧、跑泉等水景組成,是科技含量高,藝術(shù)品位高,國(guó)內(nèi)一流的水藝術(shù)經(jīng)典之作.
(1)不計(jì)空氣阻力及水流之間的影響,求擎天柱水流離開噴口時(shí)的速度v0;(g=10m/s2
(2)若擎天柱噴口的直徑為d,水流出口速度為v0,該噴泉所用水泵的效率為η,水的密度為ρ,求該水泵的總功率P.(結(jié)果用字母表示)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

15.如圖,表面光滑的固定斜面頂端安裝一定滑輪,小物塊A、B用輕繩連接并跨過滑輪(不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦).初始時(shí)刻,A、B處于同一高度并恰好靜止?fàn)顟B(tài).剪斷輕繩后A下落、B沿斜面下滑,則從剪斷輕繩到物塊著地,兩物塊( 。
A.落地時(shí)速率相同B.重力勢(shì)能的變化量相同
C.重力的平均功率不同D.A、B物體機(jī)械能都守恒

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

16.如圖所示,在長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿中點(diǎn)A和端點(diǎn)B各固定一質(zhì)量均為m的小球,桿可繞無(wú)摩擦的軸O轉(zhuǎn)動(dòng),使桿從水平位置無(wú)初速釋放擺下.求
(1)球B到最低點(diǎn)時(shí)的速度是多大?
(2)當(dāng)桿轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí),輕桿對(duì)A、B兩球分別做了多少功?

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