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如图所示,O为一水平轴.细绳上端固定于O轴,下端系一质量m=1.0kg的小球,原...

manfen5.com 满分网如图所示,O为一水平轴.细绳上端固定于O轴,下端系一质量m=1.0kg的小球,原来处于静止状态,摆球与平台的B点接触,但对平台无压力,摆长为l=0.60m.平台高BD=0.80m.一个质量为M=2.0kg的小球沿平台自左向右运动到B处与摆球发生正碰,碰后摆球在绳的约束下做圆周运动,经最高点A时,绳上的拉力T恰好等于摆球的重力,而M落在水平地面的C点,DC=1.2m.求:质量为M的小球与摆球碰撞前的速度大小.
以摆球为研究对象,当它经最高点A时,绳上的拉力T恰好等于摆球的重力,由重力与拉力的合力提供小球的向心力,根据牛顿第二定律求出摆球经过最高点的速度大小,由机械能守恒定律求出摆球在最低点的速度.以小球研究对象,由平抛运动知识求出入碰撞后小球做平抛运动的初速度,再根据动量守恒定律求解小球与摆球碰撞前的速度大小. 【解析】 以摆球m为研究对象,在最高点时,对球受力分析,受重力mg和拉力T,由牛顿第二定律得: mg+T=m 因T=mg 则:2mg=m 得: 在摆球由最低点到最高点的过程中,根据机械能守恒定律得:   mg•2l+= 解得:vB===6m/s. 对于小球M:碰撞后M做平抛运动,则有: 竖直方向:h= 水平方向: 代入解得,碰撞后M的速度大小为:v=3m/s 两球碰撞过程中,合外力为零,根据动量守恒定律得: Mv=Mv+mvB 代入解得,v=6m/s 答:质量为M的小球与摆球碰撞前的速度大小为6m/s.
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考点分析:
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(1)乙物体在竖直平面内运动到最低点时的速度大小以及所受的拉力大小;
(2)甲物体的质量以及斜面对甲物体的最大静摩擦力的大小;
(3)斜面与甲物体之间的动摩擦因数μ(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力).
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(1)为完成实验,还需下列哪些器材?答:______
A.秒表   B.刻度尺  C.白纸 D.复写纸  E.小球   F.游标卡尺
(2)如果在实验中,得到弹簧压缩量x和小球离开桌面后的水平位移s的一些数据如下表,则得到的实验结论是______
实验次序1234
x/cm2.003.004.005.00
s/cm10.2015.1420.1025.30


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如图所示,在光滑水平面上,有质量分别为3m和m的物体a、b,其中a的左端与轻弹簧相连,轻弹簧的另一端固定在墙上.开始a处于静止状态,b以速度v向左运动,与a发生正碰后,两物体以相同的速度压缩弹簧.则弹簧获得的最大弹性势能是( )
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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