如题图所示,abc是光滑的轨道,其中ab是水平的,bc为与ab相切的位于竖直平面内的半圆,半径R=0.30m。质量m=0.20kg的小球A静止在轨道上,另一质量M=0.60kg、速度V0=5.5m/

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

如题图所示,abc是光滑的轨道,其中ab是水平的,bc为与ab相切的位于竖直平面内的半圆,半径R=0.30m。质量m=0.20kg的小球A静止在轨道上,另一质量M=0.60kg、速度V0=5.5m/s的小球B与小球A正碰。已知相碰后小球A经过半圆的最高点c落到轨道上距b点为L="4" R处,重力加速度g取10m/s2,求:

(1)碰撞结束时,小球A和B的速度大小;
(2)试论证小球B是否能沿着半圆轨道到达c点?

◎ 答案

(1)v1="6m/s" ,   v2="3.5m/s. " (2)vB==3.9m/s>v2,可知小球B不能达到半圆轨道的最高点。

◎ 解析

(1)分别以v1和v2表示小球A和B碰后的速度,v3表示小球A在半圆最高点的速度,则对A由平抛运动规律有:L=v3t     和     h=2R=gt2/2  
解得:  v3=2m/s.                                       
对A运用机械能守恒定律得:mv12/2=2mgR+mv32/2               
以A和B为系统,碰撞前后动量守恒:Mv0=Mv2+mv1             
联立解得:v1="6m/s" ,   v2="3.5m/s.                           "
(2)小球B刚能沿着半圆轨道上升到最高点的条件是在最高点弹力为零、重力作为向心力,故有:Mg=mvc2/R                                        
由机械能守恒定律有:MVB2/2=2RMg+Mvc2/2                     
解得:vB==3.9m/s>v2,可知小球B不能达到半圆轨道的最高点。

◎ 知识点

    专家分析,试题“如题图所示,abc是光滑的轨道,其中ab是水平的,bc为与ab相切的位于竖直平面内的半圆,半径R=0.30m。质量m=0.20kg的小球A静止在轨道上,另一质量M=0.60kg、速度V0=5.5m/…”主要考查了你对  【机械能守恒定律】  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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