两端开口、内壁光滑的直玻璃管MN竖直固定在水平面上,a、b二个小球,直径相等,略小于玻璃管的内径,且远小于玻璃管的长度,大小可忽略不计;a、b两球的质量分别为m1和m2(m1

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

两端开口、内壁光滑的直玻璃管MN竖直固定在水平面上,a、b二个小球,直径相等,略小于玻璃管的内径,且远小于玻璃管的长度,大小可忽略不计;a、b两球的质量分别为m1和m2(m1 = 2m2)。开始时,a球在下b球在上两球紧挨着在管口M处由静止同时释放,a球着地后立即反弹,其速度大小不变,方向竖直向上,与b球相碰,接着b球竖直上升。设两球碰撞时间极短、碰撞过程中总动能不变,在b球开始上升的瞬间,一质量为m3的橡皮泥在M处自由落下,如图所示。b与c在管中某处相遇后粘在一起,要使b、c粘合后能够竖直飞出玻璃管口,则m2与m3之比必须满足什么条件?

◎ 答案

满足条件 >

◎ 解析

设管长为H,取向下为正方向,则a、b两球到达玻璃管底端时,速度都为
                ①
a球着地后反弹,速度为             ②
a、b两球相碰,总动量守恒        
总动能守恒     ④
联立①至④式,并代入m1 = 2m2,解得   ,    ⑤
设c在M处下落经t时间后与b相碰,则
   解得            ⑥
碰撞前b、c的速度分别为      ⑦
b与c相碰,总动量守恒         ⑧
要使b、c粘合体能飞出管口,则c与b碰后的速度必须竖直向上,且大小大于,取,代入上式,
得     ⑨
解得b、c两者质量之比为                 ⑩
因此要使b、c粘合后能够竖直飞出玻璃管口,必须满足条件 >

◎ 知识点

    专家分析,试题“两端开口、内壁光滑的直玻璃管MN竖直固定在水平面上,a、b二个小球,直径相等,略小于玻璃管的内径,且远小于玻璃管的长度,大小可忽略不计;a、b两球的质量分别为m1和m2(m1…”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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