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1、精选优质文档-倾情为你奉上例2、如图,小球a、b用等长细线悬挂于同一固定点O。让球a静止下垂,将球b向右拉起,使细线水平。从静止释放球b,两球碰后粘在一起向左摆动,此后细线与竖直方向之间的最大偏角为60。忽略空气阻力,求(i)两球a、b的质量之比;(ii)两球在碰撞过程中损失的机械能与球b在碰前的最大动能之比。 【思路点拨】运动分析:球b从静止摆到与a碰撞前,机械能守恒;两球碰撞,动量守恒;碰后一起上升到最大偏角,机械能守恒。【答案】(i) ;(ii)【解析】(i)设球b的质量为m2,细线长为L,球b下落至最低点,但未与球a相碰时的速度为,由机械能守恒定律得 式中g是重力加速度的大小。设球a的
2、质量为m1;在两球碰后的瞬间,两球共同速度为,以向左为正。由动量守恒定律得 设两球共同向左运动到最高处,细线与竖直方向的夹角为,由机械能守恒定律得 联立式得 代入数据得 (ii)两球在碰撞过程中的机械能损失是 联立式,Q与碰前球b的最大动能Ek , 之比为 联立式,并代入题给数据得 【点评】解力学综合题最重要的环节就是要分清物理过程,本题分为物理过程:(1)球b从静止下落到与a求碰撞前,符合机械能守恒;(2)两球碰撞粘在一起是完全非弹性碰撞,符合动量守恒;(3)两球碰后站在一起向左摆动到最大偏角(最高),符合机械能守恒。按照各自的物理规律列方程求解【变式】如图所示,光滑水平面轨道上有三个木块,
3、A、B、C,质量分别为mB=mc=2m,mA=m,A、B用细绳连接,中间有一压缩的弹簧 (弹簧与滑块不栓接)。开始时A、B以共同速度v0运动,C静止。某时刻细绳突然断开,A、B被弹开,然后B又与C发生碰撞并粘在一起,最终三滑块速度恰好相同。求B与C碰撞前B的速度。【答案】【解析】设共同速度为,球A和B分开后,B的速度为,由动量守恒定律有, 联立这两式得B和C碰撞前B的速度为 。2、一质量为2m的物体P静止于光滑水平地面上,其截面如图所示。图中ab为粗糙的水平面,长度为L;bc为一光滑斜面,斜面和水平面通过与ab和bc均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接。现有一质量为m的木块以大小为的水平初速度从a
4、点向左运动,在斜面上上升的最大高度为h,返回后在到达a点前与物体P相对静止。重力加速度为g。求(i)木块在ab段受到的摩擦力f;(ii)木块最后距a点的距离s。解析:(i)设木块和物体P共同速度为,两物体从开始到第一次到达共同速度过程由动量和能量守恒得: 由得: (ii)木块返回与物体P第二次达到共同速度与第一次相同(动量守恒)全过程能量守恒得: 由得:3、如图所示,静置于水平地面的三辆手推车沿一直线排列,质量均为m,人在极端的时间内给第一辆车一水平冲量使其运动,当车运动了距离L时与第二辆车相碰,两车以共同速度继续运动了距离L时与第三车相碰,三车以共同速度又运动了距离L时停止。车运动时受到的摩
5、擦阻力恒为车所受重力的k倍,重力加速度为g, 若车与车之间仅在碰撞时发生相互作用,碰撞时间很短,忽略空气阻力,求:(1)整个过程中摩擦阻力所做的总功;(2)人给第一辆车水平冲量的大小;(3)第一次与第二次碰撞系统动能损失之比。3、(1)(2) (3)解析: (1)设运动过程中摩擦阻力做的总功为W,则 (2)设第一车初速度为,第一次碰前速度为,碰后共同速度为;第二次碰前速度为,碰后共同速度为;人给第一辆车的水平冲量大小为I.对第一辆车运动到与第二辆车碰前,由动能定理 第一辆车与第二辆车碰撞,由动量守恒定律 对第一、二两辆车一起运动到与第三辆车碰撞前,由动能定理 第一、二两辆车一起与第三辆车碰撞,由动量守恒定律 对三辆车一起由动能定理 由以上各式解得 . . . . .所以 . (3)设两次碰撞中系统动能损失分别为,和 所以两次碰撞中系统动能损失之比为 专心-专注-专业