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如图所示,圆管构成的半圆形竖直轨道固定在水平地面上,轨道半径R为5m,MN为直径...

如图所示,圆管构成的半圆形竖直轨道固定在水平地面上,轨道半径R为5m,MN为直径且与水平面垂直,直径略小于圆管内径的小球A以某一初速度V从N点冲进轨道,到达半圆轨道最高点M时与静止于该处的质量与A相同的小球B发生弹性碰撞,碰后A、B两球交换速度,B球水平飞出轨道,落地点距N点距离为10m;A球从最高点初速度为零沿原路返回,水平地面的动摩擦系数μ为0.5.重力加速度g取10m/s2,忽略圆管内径,空气阻力及圆管内部摩擦不计,求:
(1)B球从水平飞出轨道到落地的时间;
(2)小球A冲进轨道时初速度V的大小;
(3)A、B两球最终在水平面上的距离(设B球落地后不再运动).

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(1)B球飞出轨道后做平抛运动,竖直方向分运动为自由落体运动,下落的高度为h=2R,由h=求解平抛运动的时间. (2)B球平抛运动的水平距离为SB=10m,由SB=vBt可求出B的初速度大小.由于碰撞过程交换速度,则知碰撞前A球的速度大小.小球A从最低点到最高点过程中,只有重力做功,其机械能守恒,即可求解球A冲进轨道时初速度v的大小. (3)小球A从最高点滑到N点的过程,由机械能守恒定律求得滑到N点的速度大小.由动能定理求出A在水平面上滑行的距离,即可求出A、B两球最终在水平面上的距离. 【解析】 (1)B球飞出轨道后做平抛运动,竖直方向分运动为自由落体运动,有:    2R=gt2,解得t=2=s (2)设球A的质量为m,A碰B前速度大小为VA,把球A冲进轨道最低点位置的重力势能定为0,由机械能守恒定律知   mV2=mVA2+mg•2R B球飞出轨道后做平抛运动,水平方向分运动为匀速直线运动,设B球速度为VB,有SB=VBt=VAt,得   VA==5m/s, 则:V==5m/s (3)A球再次经N点向右滑出,mVA22=mg•2R,得速度为VA2==10m/s A球在水平面滑行过程,由动能定理得 -μmgSA=0-mVA22 解得=20m, A向右运动碰撞原来静止的B球,则A、B两球速度交换,A停在原B球的位置不动,B球以A球的速度继续前进,最终静止. 则A、B间距为SA-SB=10m. 答: (1)B球从水平飞出轨道到落地的时间是s; (2)小球A冲进轨道时初速度V的大小是5m/s; (3)A、B两球最终在水平面上的距离是10m.
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考点分析:
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(1)小灯泡正常发光时,金属杆MN两端的电压大小;
(2)磁感应强度的大小;
(3)小灯泡正常发光时导体棒的运动速率.

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实验次数12345
Lx(m)0.100.200.300.400.50
I(A)2.251.801.51.291.12
manfen5.com 满分网(A-1
(1)填出表格中最后一行的数据(保留小数点后2位);
(2)根据你算得的数据,画出manfen5.com 满分网图象;
(3)根据图2中相关数据,可以求出:该电源内阻r为______Ω;该电阻线单位长度的电阻R______Ω.

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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