组卷网 > 高中物理综合库 > 力学 > 动量守恒定律 > 动量守恒定律的应用 > 利用动量守恒及能量守恒解决(类)碰撞问题
题型:解答题 难度:0.4 引用次数:620 题号:15368361
2022年第24届冬季奥运会将在北京和张家口举行。冰壶运动是冬季运动项目之一,被大家喻为冰上“国际象棋”。冰壶比赛的场地如图甲所示。冰壶被掷出后将沿冰道的中心线PO滑行,最终进入右端的圆形营垒,比赛结果以冰壶最终静止时距营垒中心O的远近决定胜负。当对手的冰壶停止在营垒内时,可以用掷出的冰壶与对手的冰壶撞击,使对手的冰壶滑出营垒区。某次比赛中,冰壶B静止在营垒中心点O,如图乙所示。冰壶A在投掷线处以v0=2.0m/s的初速度沿冰道中心线PO滑行并与冰壶B发生正碰。已知两冰壶的质量mAmB=20kg,冰面与两冰壶间的动摩擦因数均为μ=0.005,营垒的半径为R=1.8m,投掷线中点与营垒区中心O之间距离为L=30m,g取10m/s2,冰壶可视为质点,不计空气阻力。求:
(1)冰壶A与冰壶B碰撞前的速度大小v
(2)若忽略两冰壶发生碰撞时的机械能损失,请通过计算分析说明:碰撞后冰壶A停在O点,冰壶B停在O点右侧的某点M(图丙);
(3)在实际情景中,两冰壶发生碰撞时有一定的能量损失。为了进一步进行研究,小杰查阅资料了解到以下信息:
不同材料制成的两个小球甲、乙,若碰撞前的速度分别为v10v20,碰撞后的速度分别为v1v2,把v10v20称为接近速度,把v2v1称为分离速度。研究发现碰撞后的分离速度与碰撞前的接近速度成正比,这个比值称为恢复系数,用e表示,即:e
已知冰壶的恢复系数约为0.9,则碰撞后冰壶AB的速度各是多大?
(4)若冰壶A出发时的速度方向稍稍偏离了PO方向,尝试在如图丁的示意图中画出冰壶B碰撞后的运动方向(画出必要的辅助线)。
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(1)物块的质量大小;
(2)若平板车的上表面光滑,物块在平板车上运动的时间(不计物块与弹簧作用的时间);
(3)若平板车的上表面粗糙,物块滑上车后最终停在平板车的右端,则物块与平板车上表面间的动摩擦因数为多少,物块与弹簧作用过程中弹簧具有的最大弹性势能为多少。
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