(1)如图1所示,ABC为一固定在竖直平面内的光滑轨道,BC段水平,AB段与BC段平滑连接.质量为m1的小球从高位h处由静止开始沿轨道下滑,与静止在轨道BC段上质量为m2的小球发生碰

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

(1)如图1所示,ABC为一固定在竖直平面内的光滑轨道,BC段水平,AB段与BC段平滑连接.质量为m1的小球从高位h处由静止开始沿轨道下滑,与静止在轨道BC段上质量为m2的小球发生碰撞,碰撞后两球的运动方向处于同一水平线上,且在碰撞过程中无机械能损失.求碰撞后小球m2的速度大小v2
(2)碰撞过程中的能量传递规律在屋里学中有着广泛的应用.为了探究这一规律,我们才用多球依次碰撞、碰撞前后速度在同一直线上、且无机械能损失的简化力学模型.如图2所示,在固定光滑水平轨道上,质量分别为m1、m2、m3…mn-1、mn…的若干个球沿直线静止相间排列,给第1个球初能Ek1,从而引起各球的依次碰撞.定义其中第n个球经过依次碰撞后获得的动能Ek与Ek1之比为第1个球对第n个球的动能传递系数k1n
a.求k1n
b.若m1=4m0,mk=m0,m0为确定的已知量.求m2为何值时,k1n值最大

魔方格

◎ 答案

(1)设碰撞前的速度为
V210
,根据机械能守恒定律  m1gh=
1
2
m1
v210
         ①
设碰撞后m1与m2的速度分别为v1和v2,根据动量守恒定律   m1v10=m1v1+m2v2          ②
由于碰撞过程中无机械能损失  
1
2
m1
v210
=
1
2
m1
v21
+
1
2
m2
v22
     ③
②、③式联立解得v2=
2m1v10
m1+m2
              ④
将①代入得④v2=
2m1

2gh
m1+m2

(2)a.由④式,考虑到 EK1=
1
2
m1V102 
                                   EK2=
1
2
m2V22   得
根据动能传递系数的定义,对于1、2两球 
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