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如图所示,ABC为一固定在竖直平面内的光滑轨道,BC段水平,AB段与BC段平滑连...

如图所示,ABC为一固定在竖直平面内的光滑轨道,BC段水平,AB段与BC段平滑连接.质量为m的小球从高为h处由静止开始沿轨道下滑,与静止在轨道BC段上质量为km的小球发生碰撞,碰撞前后两小球的运动方向处于同一水平线上.
(1)若两小球碰撞后粘连在一起,求碰后它们的共同速度;
(2)若两小球在碰撞过程中无机械能损失,
a.为使两小球能发生第二次碰撞,求k应满足的条件;
b.为使两小球仅能发生两次碰撞,求k应满足的条件.

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(1)小球下滑过程中机械能守恒,由机械能守恒定律可以求出小球到达水平面的速度;两球碰撞过程动量守恒,由动守恒定律可以求出两球的共同速度. (2)分析出两球第二次碰撞的条件,应用动量守恒定律与机械能守恒定律分析答题. 【解析】 (1)设质量为m的小球碰撞前的速度为v, 由机械能守恒定律得:   ①, 设两小球碰后的共同速度为V, 由动量守恒定律得:mv=(m+km)V,② 解得:; (2)a.取水平向右方向为正方向,设碰后m与km的速度分别为v1与V1, 由动量守恒定律得:mv=mv1+kmV1 ③, 由机械能守恒定律得:   ④, 解得      ⑤⑥ 两小球若要发生第二次碰撞,需要v1<0,-v1>V1 ⑦, 由⑤⑥⑦解得:k>3;  ⑧ b.对于第二次碰撞,设v2与V2分别为m与km碰后的速度, 由动量守恒定律得:m(-v1)+kmV1=mv2+kmV2 ⑨, 由机械能守恒定律得:  ⑩, 由⑤⑥⑧⑨解得 (11),  (12), 只要满足|v2|≤V2,两球一定不会相碰(13), 由⑧(11)(12)(13)解得; 答:(1)若两小球碰撞后粘连在一起,求碰后它们的共同速度为; (2)若两小球在碰撞过程中无机械能损失, a.为使两小球能发生第二次碰撞,k应满足的条件是k>3; b.为使两小球仅能发生两次碰撞,k应满足的条件是3<k≤5+2.
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考点分析:
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1实验中,既要满足实验要求,又要减小误差,应选用的实验电路图______
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如图所示,在真空中有两个固定的等量异种点电荷+Q和-Q.直线MN是两点电荷连线的中垂线,O是两点电荷连线与直线MN的交点.a、b是两点电荷连线上关于O的对称点,c、d是直线MN上的两个点.下列说法中正确的是( )
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C.a点的场强等于b点的场强;将一检验电荷沿MN由c移动到d,所受电场力先增大后减小
D.a点的场强等于b点的场强;将一检验电荷沿MN由c移动到d,所受电场力先减小后增大
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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