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如图,质量为m的b球用长h的细绳悬挂于水平轨道BC的出口C处.质量也为m的小球a...

如图,质量为m的b球用长h的细绳悬挂于水平轨道BC的出口C处.质量也为m的小球a,从距BC高h的A处由静止释放,沿ABC光滑轨道滑下,在C处与b球正碰并与b粘在一起.已知BC轨道距地面有一定的高度,悬挂b球的细绳能承受的最大拉力为2.8mg.试问:①a与b球碰前瞬间,a球的速度多大?
②a、b两球碰后,细绳是否会断裂?(要求通过计算回答)

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(1)以a球为研究对象,由动能定理可以求出a与b两球碰撞前a球的速度. (2)a与b碰撞过程中动量守恒,由动量守恒定律求出碰后的速度, 然后它们做圆周运动,由牛顿第二定律列方程,求出绳子的拉力,然后判断绳子是否会断裂. 【解析】 ①以a球为研究对象,在a求下滑到C点过程中, 由动能定理可得,mgh=mv2-0,解得:a的速度v=;                                 ②a与b两球碰撞过程动量守恒, 由动量守恒得:mv=(m+m)v′, 解得:v′=; 两小球做圆周运动, 由牛顿第二定律可得:F-2mg=2m, 解得F=3mg,F=3mg>2.8mg,细绳会断裂. 答::①a与b球碰前瞬间,a球的速度为. ②a、b两球碰后,细绳会断裂.
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考点分析:
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弹簧总长(cm)6.007.198.409.6110.8012.00
弹力大小(N)
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S1(cm)S2(cm)S3(cm)S4(cm)
8.209.3010.4011.50
(1)小球沿斜面下滑的加速度大小为______m/s2
(2)根据以上数据求出小球在位置A和位置E的速度分别为______m/s______m/s.
(3)能否根据以上数据求出斜面的倾角?简要说明理由.(重力加速度g为已知)
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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