(16分)如图所示,内壁光滑的半径为R的圆形轨道,固定在竖直平面内,质量为m1小球静止在轨道最低点,另一质量为m2的小球(两小球均可视为质点)从内壁上与圆心O等高的位置由静止

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

(16分)如图所示,内壁光滑的半径为R的圆形轨道,固定在竖直平面内,质量为m1小球静止在轨道最低点,另一质量为m2的小球(两小球均可视为质点)从内壁上与圆心O等高的位置由静止释放,到最低点时与m1发生弹性碰撞,求:

(1)小球m2运动到最低点时的速度大小;
(2)碰撞后,欲使m1能沿内壁运动到最高点,则m2/m1应满足什么条件?

◎ 答案

(1);(2)

◎ 解析

(1)设小球m2运动到最低点时的速度为v0,由机械能守恒,得
    ①
解得    ②
(2)设弹性碰撞后,m1、m2两球的速度分别为v1、v2,则
    ③

由③④两式解得   ⑤(另一解不合实际,舍去)
设m1运动到轨道的最高点时速度为v,则有
    ⑥
小球m1由最低点运动最高点的过程中机械能守恒,则
  ⑦
由②⑤⑥⑦式解得 ⑧
根据机械能守恒求解出最低速度;再根据动量守恒求出碰后的速度,然后根据圆周运动的临界问题及机械能守恒求解。

◎ 知识点

    专家分析,试题“(16分)如图所示,内壁光滑的半径为R的圆形轨道,固定在竖直平面内,质量为m1小球静止在轨道最低点,另一质量为m2的小球(两小球均可视为质点)从内壁上与圆心O等高的位置由静止…”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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