如图5-9所示,半径为R的光滑圆形轨道固定在竖直面内。小球A、B质量分别为m、βm(β为待定系数)。A球从左边与圆心等高处由静止开始沿轨道下滑,与静止于轨道最低点的B球相撞,碰

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 动量守恒定律/2022-11-16 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图5-9所示,半径为R的光滑圆形轨道固定在竖直面内。小球AB质量分别为mβmβ为待定系数)。A球从左边与圆心等高处由静止开始沿轨道下滑,与静止于轨道最低点的B球相撞,碰撞后AB球能达到的最大高度均为,碰撞中无机械能损失。重力加速度为g。试求:

小题1:待定系数β;
小题2:第一次碰撞刚结束时小球AB各自的速度和B球对轨道的压力;
小题3:小球AB在轨道最低处第二次碰撞刚结束时各自的速度,并讨论小球AB在轨道最低处第n次碰撞刚结束时各自的速度。

◎ 答案


小题1:β=3
小题2: N /=-N=-4.5mg,方向竖直向下
小题3:V1=-V2=0

◎ 解析


小题1:由机械能守恒定律可得:mgR+得    β=3
小题2:设AB碰撞后的速度分别为v1v2,则   =   =
设向右为正、向左为负,解得  v1,方向向左 v2,方向向右
设轨道对B球的支持力为NB球对轨道的压力为N /,方向竖直向上为正、向下为负。则 
Nβmgβm      N /=-N=-4.5mg,方向竖直向下
小题3:设A、B球第二次碰撞刚结束时的速度分别为V1V2,则

解得:V1=-V2=0(另一组:V1=-v1V2=-v2,不合题意,舍去)
由此可得:当n为奇数时,小球AB在第n次碰撞刚结束时的速度分别与第一次碰撞刚结束时相同;当n为偶数时,小球AB在第n次碰撞刚结束时的速度分别与第二次碰撞刚结束时相同

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图5-9所示,半径为R的光滑圆形轨道固定在竖直面内。小球A、B质量分别为m、βm(β为待定系数)。A球从左边与圆心等高处由静止开始沿轨道下滑,与静止于轨道最低点的B球相撞,碰…”主要考查了你对  【动量守恒定律】  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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