光滑水平轨道与半径为R的光滑半圆形轨道在B处连接,一质量为m2的小球静止在B处,而质量为m1的小球则以初速度v0向右运动,当地重力加速度为g,当m1与m2发生弹性碰撞后,m2将沿

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

光滑水平轨道与半径为R的光滑半圆形轨道在B处连接,一质量为m2的小球静止在B处,而质量为m1的小球则以初速度v0向右运动,当地重力加速度为g,当m1与m2发生弹性碰撞后,m2将沿光滑圆形轨道上升,问:
(1)当m1与m2发生弹性碰撞后,m2的速度大小是多少?
(2)当m1与m2满足m2=km1(k>0),半圆的半径R取何值时,小球m2通过最高点C后,落地点距离B点最远.
魔方格

◎ 答案

(1)以两球组成的系统为研究对象,
由动量守恒定律得:m1v0=m1v1+m2v2
由机械能守恒定律得:
1
2
m1v02=
1
2
m1v12+
1
2
m2v22
解得:v2=
2m1v0
m1+m2

(2)小球m2从B点到达C点的过程中,
由动能定理可得:-m2g×2R=
1
2
m2v22-
1
2
m2v22
解得:v2′=

v22
-4gR
=

(
2m1v0
m1+m2
)2-4gR
=

(
2v0
1+k
)2-4gR

小球m2通过最高点C后,做平抛运动,
竖直方向:2R=
1
2
gt2
水平方向:s=v2′t,
解得:s=

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