风洞一般称之为风洞试验,就是依据运动的相对性原理,将飞行器的模型或实物固定在地面人工环境中,人为制造气流流过,以此模拟空中各种复杂的飞行状态,获取实验数据。这是现代飞机、导弹、火箭等研制定型和生产的“绿色通道”。简单的说,风洞就是在地面上人为地创造一个“天空”。如图所示,两根光滑轨道固定在地面上,其中AB段水平且长度为7R,BC段为圆心角为37°的圆轨道且半径为5R,圆心在B点正上方。整个装置处在水平向右的风中,在A处固定一个小球1,另一个完全相同的小球2恰好能静止在C处。某时刻由静止释放小球1,经过一段时间后两球发生弹性碰撞,小球2从C处沿轨道飞出。已知两轨道间距离小于小球直径,小球所受风力恒为F,重力加速度大小为g。求:
(1)小球2的质量;
(2)小球1与小球2碰撞前瞬间小球1所受轨道的弹力大小;
(3)小球2在碰撞后飞行过程中到地面的最大距离;
(4)小球2落地瞬间风力的瞬时功率。
(1)小球2的质量;
(2)小球1与小球2碰撞前瞬间小球1所受轨道的弹力大小;
(3)小球2在碰撞后飞行过程中到地面的最大距离;
(4)小球2落地瞬间风力的瞬时功率。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/19/2854869425184768/2856075376607232/STEM/70734e16-9e1d-473c-97df-90ad61171704.png?resizew=326)
更新时间:2021-11-21 14:43:08
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【知识点】 完全弹性碰撞1:动碰静
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较难
(0.4)
名校
【推荐1】如图所示,长木板乙静置在粗糙的水平地面上,物块丙(可视为质点)放在乙的最左端,物块甲从乙右侧以
m/s的速度向左运动,甲与乙发生弹性碰撞(时间极短)之后移走甲,乙、丙发生相对运动,整个过程中丙始终未滑离乙。已知甲、乙和丙的质量分别为
kg、
kg和
kg,甲与地面间的摩擦力忽略不计,乙与地面间的动摩擦因数
,丙与乙间的动摩擦因数
,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小
,求:
(1)甲与乙碰撞后瞬间的速度
、
;
(2)乙与丙在甲、乙碰撞后多长时间达到共同速度及共同速度的大小
,此过程中乙、丙之间因摩擦产生的热量Q;
(3)丙最终距乙左端的距离d。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3fa1955c50779894ff675ff4bcc0f028.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/728a59de2c5bab2a2916d08880bb1fdf.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a2f7174773db8f876f5074867c195757.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/96ea769105f40c183bc99a706798aa4d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bd744db650389e17a3920d51ea2ca202.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4db670245906fafa5f9b0db763ed3e2a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/799edf593e3ba2b2372a83d9782be3a2.png)
(1)甲与乙碰撞后瞬间的速度
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/64a5dca33a53be7b5f558c1e7be7c149.png)
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(2)乙与丙在甲、乙碰撞后多长时间达到共同速度及共同速度的大小
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(3)丙最终距乙左端的距离d。
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较难
(0.4)
【推荐2】如图所示,在光滑水平面上静止放置质量M=2kg、长L=2.17m、高h=0.2m的长木板C。距该板左端距离x=1.81m处静止放置质量mA=1kg的小物块A,A与C间的动摩擦因数μ=0.2。在板右端静止放置质量mB=1kg的小物块B,B与C间的摩擦忽略不计。A、B均可视为质点,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2。现在长木板C上加一水平向右的力F,求:
(1)当F=3N时,小物块A的加速度;
(2)小物块A与小物块B碰撞之前运动的最短时间;
(3)若小物块A与小物块B碰撞之前运动的时间最短,则水平向右的力F的大小(本小题计算结果保留整数部分);
(4)若小物块A与小物块B碰撞无能量损失,当水平向右的力F=10N,小物块A落到地面时与长木板C左端的距离。
(1)当F=3N时,小物块A的加速度;
(2)小物块A与小物块B碰撞之前运动的最短时间;
(3)若小物块A与小物块B碰撞之前运动的时间最短,则水平向右的力F的大小(本小题计算结果保留整数部分);
(4)若小物块A与小物块B碰撞无能量损失,当水平向右的力F=10N,小物块A落到地面时与长木板C左端的距离。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/4/19/2445051285757952/2446137875275776/STEM/8a51e946-4190-42ba-b7ab-ddabde91052e.png?resizew=241)
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较难
(0.4)
【推荐3】如图所示,竖直平面MN与纸面垂直,MN右侧的空间内存在着垂直纸面向内的匀强磁场和水平向左的匀强电场,MN左侧的水平面光滑,右侧的水平面粗糙.质量为m的物体A静止在MN左侧的水平面上,已知物体A带负电,所带电荷量的大小为q。一质量为
m、不带电的物体B以速度v0冲向物体A并发生弹性碰撞,碰撞前后物体A的电荷量保持不变。A与MN右侧的水平面的动摩擦因数为μ,重力加速度的大小为g,磁感应强度的大小为B=
,电场强度的大小为E=
。已知物体A在MN右侧区域中运动到与MN的距离为l的C点(图中未画出)时,速度达到最大值。物体A、B均可以看作质点,重力加速度为g。求:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/1/4/2111533901324288/2112933500264448/STEM/82b7d020-85f3-466e-9f95-05e6caa36c1d.png?resizew=212)
(1)碰撞后物体A的速度大小;
(2)物体A从进入MN右侧区域到运动到C点的过程中克服摩擦力所做的功W。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4dac452fbb5ef6dd653e7fbbef639484.png)
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/1/4/2111533901324288/2112933500264448/STEM/82b7d020-85f3-466e-9f95-05e6caa36c1d.png?resizew=212)
(1)碰撞后物体A的速度大小;
(2)物体A从进入MN右侧区域到运动到C点的过程中克服摩擦力所做的功W。
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