某物理学习兴趣小组观看了“超级弹球”的视频受到了启发,想利用超级弹球进行了两次碰撞实验,所有碰撞都可认为是弹性碰撞,重力加速度大小为g,忽略空气阻力影响,小球均可视为质点。试讨论以下问题:
(1)第一次实验,他们将一个质量为m1的小球1从距离地面高度为h处由静止释放,如图1所示。通过查阅资料他们估计出了球与地面的作用时间,用表示。求球1碰撞过程中地面对球1的平均作用力大小;
(2)第二次实验,他们将另一个质量为m2的小球2放在小球1的顶上,让这两个球一起从距离地面高度为h处自由下落并撞击地面,如图2所示。他们惊奇地发现碰撞后小球1恰好静止,小球2反弹的高度超过了释放时的高度,试求此种情况下小球1和小球2的质量比以及小球2被反弹的高度;
(3)他们通过第二次实验中受到了启发,他们猜想如果将第三个,第四个直至第n个小球堆叠在小球2的顶上,让这n个小球一起从距离地面高度h处自由下落并撞击地面,如图3所示,控制这n个小球的质量比,并保证碰后从第一个小球到第n-1个小球恰好静止,试求第n个小球碰后的速度,以及被反弹的高度。
(1)第一次实验,他们将一个质量为m1的小球1从距离地面高度为h处由静止释放,如图1所示。通过查阅资料他们估计出了球与地面的作用时间,用表示。求球1碰撞过程中地面对球1的平均作用力大小;
(2)第二次实验,他们将另一个质量为m2的小球2放在小球1的顶上,让这两个球一起从距离地面高度为h处自由下落并撞击地面,如图2所示。他们惊奇地发现碰撞后小球1恰好静止,小球2反弹的高度超过了释放时的高度,试求此种情况下小球1和小球2的质量比以及小球2被反弹的高度;
(3)他们通过第二次实验中受到了启发,他们猜想如果将第三个,第四个直至第n个小球堆叠在小球2的顶上,让这n个小球一起从距离地面高度h处自由下落并撞击地面,如图3所示,控制这n个小球的质量比,并保证碰后从第一个小球到第n-1个小球恰好静止,试求第n个小球碰后的速度,以及被反弹的高度。
更新时间:2023/12/01 00:33:20
|
相似题推荐
解答题
|
较难
(0.4)
名校
【推荐1】如图所示,某人在高层楼房的阳台上以20 m/s的速度竖直向上抛出一个石块,石块运动到离抛出点15 m处时,所经历的时间为多少?(不计空气阻力,g取10 m/s2)
您最近半年使用:0次
解答题
|
较难
(0.4)
名校
【推荐2】若火箭由静止发射竖直升空时加速度大小为100m/s2,第1s末从火箭掉出一可视为质点的碎片,忽略空气阻力,取,g=10 m/s2,求:
(1)碎片最高可上升到的高度;
(2)碎片从运载火箭上掉出之后到落回地面的时间及落地时的速度大小。
(1)碎片最高可上升到的高度;
(2)碎片从运载火箭上掉出之后到落回地面的时间及落地时的速度大小。
您最近半年使用:0次
解答题
|
较难
(0.4)
【推荐1】如图所示,足够长的平行金属导轨倾斜放置,导轨所在平面倾角,导轨间距,在水平虚线的上方有垂直于导轨平面向下的匀强磁场,水平虚线下方有平行于导轨平面向下的匀强磁场,两磁场的磁感应强度大小均为。导体棒、垂直放置在导轨上,开始时给两导体棒施加约束力使它们静止在斜面上,现给棒施加沿斜面向上的拉力F,同时撤去对两导体棒的约束力,使沿斜面向上以的加速度做匀加速直线运动,棒沿斜面向下运动,运动过程中导体棒始终与导轨垂直并接触良好,已知导体棒与导轨间的动摩擦因数均为,导体棒的质量均为,两导体棒组成的回路总电阻为,导轨的电阻不计,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,,,,求:
(1)当棒运动的速度达到最大时,棒受到的拉力大小;
(2)当回路中的瞬时电功率为时,在此过程中,通过棒横截面的电量;
(3)当棒速度减为零时,在此过程中,拉力F对棒的冲量大小。
(1)当棒运动的速度达到最大时,棒受到的拉力大小;
(2)当回路中的瞬时电功率为时,在此过程中,通过棒横截面的电量;
(3)当棒速度减为零时,在此过程中,拉力F对棒的冲量大小。
您最近半年使用:0次
解答题
|
较难
(0.4)
【推荐2】如图甲所示是2022年北京冬奥会的冰壶比赛场景,比赛过程简化为如图乙所示,在左端发球区的运动员从投掷线MN中点P将冰壶掷出,冰壶沿水平冰道中心线PO向右端的圆形营垒区滑行。若冰壶以v0=4m/s的速度被掷出后,恰好停在营垒区中心O,PO间距离为x=40m。已知冰壶的质量为m=19kg,冰壶自身大小可忽略,冰壶在冰道上的运动可视为匀减速直线运动。在比赛中,运动员可以用毛刷擦拭冰壶运行前方的冰面,使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小为一确定值。
(1)求没有擦拭冰壶冰面时冰壶与冰面间的动摩擦因数;
(2)在某次比赛中冰壶投掷速度v0=3m/s,从MN前方12.5m处开始不停擦拭冰面,直至冰壶正好停在营垒区中心O点。求擦拭冰面后冰壶的加速度大小;
(3)求(2)问中,从投出冰壶到冰壶停止运动这个过程中冰壶受到摩擦阻力的冲量。
(1)求没有擦拭冰壶冰面时冰壶与冰面间的动摩擦因数;
(2)在某次比赛中冰壶投掷速度v0=3m/s,从MN前方12.5m处开始不停擦拭冰面,直至冰壶正好停在营垒区中心O点。求擦拭冰面后冰壶的加速度大小;
(3)求(2)问中,从投出冰壶到冰壶停止运动这个过程中冰壶受到摩擦阻力的冲量。
您最近半年使用:0次
解答题
|
较难
(0.4)
名校
【推荐3】“高手在民间”,在工地农民工大哥架设了一套简吻而有效的砖块输送系统,其结构如图所示。长的滑板端抵在水平放置的轮胎上,另一端架在高处,形成一个倾角的滑道。将砖块白点由静止释放,沿滑道加速下滑到点与轮胎发生碰撞,碰后砖块斜向上飞起,最终自动落入小车车厢内。已知砖块与滑板间的动摩擦因数,传块与轮胎碰撞前后水平方向速度保持不变,且知碰后传块在空中运动轨迹的最高点与碰撞点的高度差为,而小车水平放置时车厢上边缘与点的高度差,重力加速度取
(1)若砖块的质量,与轮胎碰撞时间,求碰撞过程巾砖块所受轮胎平均作用力的大小;
(2)小车车厢长,为确保砖块能够自动飞人小车,求小车水平放置邛车头到点水平距离的取值范围。
(1)若砖块的质量,与轮胎碰撞时间,求碰撞过程巾砖块所受轮胎平均作用力的大小;
(2)小车车厢长,为确保砖块能够自动飞人小车,求小车水平放置邛车头到点水平距离的取值范围。
您最近半年使用:0次
解答题
|
较难
(0.4)
名校
【推荐1】如图所示,水平面上有A、B两个小物块(均可视为质点),质量分别为m、,两者之间有一被压缩的轻质弹簧(未与A、B连接)。距离物块A为处有一半径为L的固定光滑竖直半圆形轨道,半圆形轨道与水平面相切于C点,物块B的左边静置着一个斜面体,斜面体斜面、底面均光滑,斜面体高度为(底部与水平面平滑连接)。某一时刻将压缩的弹簧释放,物块A、B瞬间分离,A向右运动恰好能过半圆形轨道的最高点D(D处设置有口袋,物体经过D后即进入口袋),B向左平滑地滑上斜面体,在斜面体上上升的最大高度为。已知两物块与A右侧水平面间的动摩擦因数,B左侧水平面光滑,重力加速度为g。(计算结果用m、g、L表示)
(1)求释放前压缩的弹簧具有的弹性势能;
(2)求斜面体的质量;
(3)求物块B与斜面体相互作用的过程中,物块B对斜面体做的功;
(4)计算说明物块B最后停止位置。
(1)求释放前压缩的弹簧具有的弹性势能;
(2)求斜面体的质量;
(3)求物块B与斜面体相互作用的过程中,物块B对斜面体做的功;
(4)计算说明物块B最后停止位置。
您最近半年使用:0次
解答题
|
较难
(0.4)
名校
【推荐2】如图所示,倾角为30°的足够长的粗糙斜面与光滑水平轨道通过一小段圆弧在C点相接,水平轨道的右侧与半径为R=0.32 m的光滑竖直半圆形轨道相连。质量为0.5 kg的物体B静止在水平轨道上,一质量为0.1 kg的A物体以v0=16 m/s的速度与B发生正碰,结果B恰好能通过半圆形轨道的最高点。A、B均可看成质点,除第一次碰撞外,不考虑A、B间其他的相互作用,已知A与斜面间的动摩擦因数为μ=,取g=10 m/s2。求:
(1)碰撞后瞬间B的速度大小vB
(2)通过计算判断A与B的碰撞是弹性碰撞或是非弹性碰撞
(3)A从第一次冲上斜面到离开斜面的时间。
(1)碰撞后瞬间B的速度大小vB
(2)通过计算判断A与B的碰撞是弹性碰撞或是非弹性碰撞
(3)A从第一次冲上斜面到离开斜面的时间。
您最近半年使用:0次
解答题
|
较难
(0.4)
【推荐3】四轮平板运输车经常用于厂区周转和仓库拉货。某司机用如图甲所示的四轮平板运输车运送了五个箱子,图乙为其示意图,平板运输车在水平地面上,五个箱子依次摆在了平板车的尾部,箱1左端与车尾对齐,箱子间有很小的缝隙。已知每个箱子的宽度均为,平板长,箱子与平板间动摩擦因数,最大静摩擦等于滑动摩擦力,取,结果保留根号。
(1)为了保证汽车启动时,箱子在平板上不滑动,随车共同运动,求平板车启动的最大加速度的大小;
(2)安全启动后汽车以速度匀速运动。某时刻司机发现前方出现事故以的加速度紧急刹车,求箱子滑到平板前端与车头碰撞时速度的大小;
(3)第(2)问中箱5与车头发生弹性碰撞,再与箱4发生弹性碰撞后速度减小为0。箱4、箱3、箱2、箱1依次发生弹性碰撞后,箱4、箱3、箱2的速度也依次变为0,碰撞时间极短。最终箱子1是否能停在平板上?如果能,求停在平板上距离平板尾端多远的地方。如果不能,求箱1左端运动至与车尾齐平时的速度。箱子质量远小于平板车的质量;
(4)在满足第(3)问的条件下,若箱1的质量为,求箱5的质量。
(1)为了保证汽车启动时,箱子在平板上不滑动,随车共同运动,求平板车启动的最大加速度的大小;
(2)安全启动后汽车以速度匀速运动。某时刻司机发现前方出现事故以的加速度紧急刹车,求箱子滑到平板前端与车头碰撞时速度的大小;
(3)第(2)问中箱5与车头发生弹性碰撞,再与箱4发生弹性碰撞后速度减小为0。箱4、箱3、箱2、箱1依次发生弹性碰撞后,箱4、箱3、箱2的速度也依次变为0,碰撞时间极短。最终箱子1是否能停在平板上?如果能,求停在平板上距离平板尾端多远的地方。如果不能,求箱1左端运动至与车尾齐平时的速度。箱子质量远小于平板车的质量;
(4)在满足第(3)问的条件下,若箱1的质量为,求箱5的质量。
您最近半年使用:0次