【題目】水平光滑的桌面上平放有一質(zhì)量為2m的均勻圓環(huán)形細(xì)管道,管道內(nèi)有兩個質(zhì)量都為m的小球(管道的半徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小球的半徑),位于管道直徑AB的兩端.開始時,環(huán)靜止,兩個小球沿著向右的切線方向,以相同的初速度v0開始運動,如圖所示.設(shè)系統(tǒng)處處無摩擦,所有的碰撞均為彈性碰撞.(質(zhì)量相等的兩物體彈性正碰后交換速度,此結(jié)論本題可直接用)

(1)當(dāng)兩個小球在管道內(nèi)第一次相碰前瞬間,試求兩個小球之間的相對速度大;

(2)兩小球碰后在第一次返回到A、B時,兩小球相對桌面的速度方向(朝左還是朝右)和速度大小.

【答案】(1)v0 (2)兩小球相對桌面速度為零

【解析】

試題分析: (1)根據(jù)對稱性,兩球運動相同的路程在細(xì)圓管的最右端相遇,相遇前,兩小球與細(xì)圓管在左右方向上共速,共同速度設(shè)為v1,此時兩球相對于細(xì)圓管的速度方向沿切線,大小相同設(shè)為vy

左右方向上兩球與細(xì)圓管動量守恒

2mv0=(2m+2m)v1,解得v1

根據(jù)能量守恒定律可得

mv02×2mv12+2×m(v12+vy2

解得vyv0

兩球相對速度大小v=2×vyv0

(2)兩球相碰,左右方向速度不變,沿管切線方向交換速度,之后兩球同時分別到達A、B位置.

從剛開始兩球運動到兩球第一次回到A、B位置,兩球與細(xì)圓管組成的系統(tǒng)可以看成彈性碰撞,即質(zhì)量為2m的物體與細(xì)圓管發(fā)生了彈性正碰,交換速度,故而兩球相對桌面速度為零,細(xì)圓管相對桌面速度為v0

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相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于電流,下列說法中正確的是( )
A.通過導(dǎo)線截面的電量越多,電流越大
B.電子運動的速率越大,電流越大
C.單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體截面的電量越多,導(dǎo)體中的電流越大
D.因為電流有方向,所以電流是矢量

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量為m的木塊,從位于豎直平面內(nèi)的圓弧形曲面上滑下,由于摩擦力的作用,木塊從ab運動的速率增大,bc的速率一直保持不變,cd的速率減小,則( 。

A. 木塊在abcd段運動的加速度都不為零

B. 木塊在ab段和cd段的加速度不為零,但bc段的加速度為零

C. 木塊在整個運動過程中所受合外力的大小一定,方向始終指向圓心

D. 它只在bc段所受合外力的大小不變,方向指向圓心

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,實線是勻強電場的電場線,帶電粒子q1、q2 分別從AC 兩點以初速度v垂直射入電場,其運動軌跡分別是圖中的ABC、CDA.已知q1帶正電,不計粒子重力.則下列說法中正確的是( )

A. q2帶負(fù)電

B. A點的電勢低于C點的電勢

C. 電場力對q1做正功,對q2做負(fù)功

D. q1、q2的電勢能均減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列關(guān)于勻強電場中場強和電勢差的關(guān)系,正確的說法是( )
A.任意兩點之間的電勢差,等于場強和這兩點間距離的乘積
B.在任何方向上,若兩點間距離相等,則它們之間的電勢差就相等
C.沿著電場線的方向,任何相等距離上的電勢降低量必定相等
D.電勢降落的方向必定是電場強度的方向

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在光滑水平面上,用彈簧水平連接一質(zhì)量為M的斜面,彈簧的另一端固定在墻上,一輛有動力的小車質(zhì)量為m,正在沿斜面向上加速運動,當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定時,斜面保持靜止?fàn)顟B(tài)。則下列結(jié)論正確的是

A彈簧保持原長狀態(tài)

B彈簧處于拉伸狀態(tài)

C地面對斜面的支持力小于M+mg

D地面對斜面的支持力大于M+mg

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在航天器上僅利用太陽能電池板不能滿足儀器用電,因此還需要利用核電池.核電池通常采用放射性材料——PuO2作為發(fā)電能源.PuO2中的Pu元素是Pu,Pu發(fā)生α衰變的核反應(yīng)方程是_______________ (衰變后新核的元素符號可用X表示);生成的新核中含有的中子數(shù)為__________.

Pu的半衰期是87.7年,大約要經(jīng)過__________________年才會有75%的Pu原子核發(fā)生衰變.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下面關(guān)于物體慣性大小的說法中,正確的是( )

A.運動速度大的物體比速度小的物體難以停下來,所以運動速度大的物體慣性大

B.物體受的力越大,要它停下來就越困難,所以物體受的力越大,則慣性越大

C.行駛中的車輛突然剎車,乘客前傾,這是由于慣性所引起的

D.材料相同的兩個物體放在相同的平面上,用一個相同的水平力分別推它們,則難以推動的物體的慣性較大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】利用氣墊導(dǎo)軌驗證機械能守恒定律,實驗裝置如圖甲所示,水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌,導(dǎo)軌上A點處有一帶長方形遮光條的滑塊其總質(zhì)量為M,左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為

m的小球相連;遮光條兩條長邊與導(dǎo)軌垂直;導(dǎo)軌上B點有一光電門可以測量遮光條經(jīng)過光電門時的擋光時間t,用d表示A點到光電門B處的距離,b表示遮光條的寬度,將遮光條通過光電門的平均速度視為滑塊滑過B點時的瞬時速度.實驗時滑塊在A處由靜止開始運動.

(1)用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度b,結(jié)果如圖乙所示,由此讀出b=________mm.

(2)滑塊通過B點的瞬時速度可表示為________.

(3)某次實驗測得傾角θ=30°,重力加速度用g表示,滑塊從A處到達B處時,m和M組成的系統(tǒng)動能增加量可表示為ΔEk=________,系統(tǒng)的重力勢能減少量可表示為ΔEp=________,在誤差允許的范圍內(nèi),ΔEkΔEp則可認(rèn)為系統(tǒng)的機械能守恒.

(4)在步驟(3)實驗中,某同學(xué)改變A、B間的距離,作出的v2d圖象如圖丙所示并測得M=m,則重力加速g=________m/s2

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