一轻质细绳一端系一质量为m=0.05kg的小球A,另一端挂在光滑水平轴O上,O到小球的距离为L=0.1m,小球跟水平面接触,但无相互作用,在球的两侧等距离处分别固定一个光滑的斜

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 机械能守恒定律/2022-11-10 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

一轻质细绳一端系一质量为m=0.05kg的小球A,另一端挂在光滑水平轴O上,O到小球的距离为L=0.1m,小球跟水平面接触,但无相互作用,在球的两侧等距离处分别固定一个光滑的斜面和一个挡板,如图所示,水平距离s=2m。现有一滑块B,质量也为m,从斜面上滑下,与小球发生碰撞,每次碰后,滑块与小球速度均交换,已知滑块与挡板碰撞时不损失机械能,水平面与滑块间的动摩擦因数为μ=0.25,若不计空气阻力,并将滑块和小球都视为质点,g取10m/s2,试问:
(1)若滑块B从斜面某一高度h处滑下与小球第一次碰撞后,使小球恰好在竖直平面内做圆周运动,求此高度h;
(2)若滑块B从h'=5m处下滑与小球碰撞后,小球在竖直平面内做圆周运动,求小球做完整圆周运动的次数。

◎ 答案

解:(1)小球刚能完成一次完整的圆周运动,它到最高点的速度为v0
在最高点,仅有重力充当向心力,则有
在小球从最低点运动到最高点的过程中,机械能守恒,
并设小球在最低点速度为v,则又有
解①②有m/s
滑块从h高处运动到将与小球碰撞时速度为v2,对滑块由能的转化及守恒定律有 因弹性碰撞后速度交换m/s,解上式有h=0.5m
(2)若滑块从h/=5m处下滑到将要与小球碰撞时速度为u,同理有
解得
滑块与小球碰后的瞬间,同理滑块静止,小球以的速度开始作圆周运动,
滑块和小球最后一次碰撞时速度为至少
滑块最后停在水平面上,它通过的路程为,同理有
小球做完整圆周运动的次数为
解⑤、⑥得,n=10次。

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“一轻质细绳一端系一质量为m=0.05kg的小球A,另一端挂在光滑水平轴O上,O到小球的距离为L=0.1m,小球跟水平面接触,但无相互作用,在球的两侧等距离处分别固定一个光滑的斜…”主要考查了你对  【机械能守恒定律】,【能量转化与守恒定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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