(9分)如图所示,是光滑的轨道,其中是水平的,为与相切于竖直平面内的半圆,半径质量的小球静止在轨道上,另一质量的小球,以初速度与小球正碰。已知相碰后小球经过半圆的最

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

(9分)如图所示,是光滑的轨道,其中是水平的,为与相切于竖直平面内的半圆,半径质量的小球静止在轨道上,另一质量的小球,以初速度与小球正碰。已知相碰后小球经过半圆的最高点落到轨道上距处,重力加速度取10m/s2
求:
(1)碰撞结束时,小球的速度大小;
(2)试论证小球是否能沿着半圆轨道到达点。

◎ 答案

(1)(2)小球不能到达半圆轨道的最高点

◎ 解析

表示小球碰后的速度,表示小球碰后的速度,表示小球在半圆最高点的速度,表示小球从离开半圆最高点到落在轨道上经过的时间,则有
                 ①
                   ②
      ③
              ④
由①②③④求得
代入数值得m/s,3.5m/s.
(2)假定球刚能沿着半圆轨道上升到点,则在点时,轨道对它的作用力等于零.以表示它在点的速度,以表示它在点相应的速度,由牛顿运动定律和机械能守恒定律,有
解得 代入数值得3.9m/s
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