如圖6-2-20所示，質(zhì)量為m的由絕緣材料制成的球與質(zhì)量為M＝19m的金屬球并排懸掛.現(xiàn)將絕緣球拉至與豎直方向成θ＝60°的位置自由釋放，下擺后在最低點(diǎn)處與金屬球發(fā)生彈性碰撞.在平衡位置附近存在垂直于紙面的磁場(chǎng).已知由于磁場(chǎng)的阻尼作用，金屬球?qū)⒂谠俅闻鲎睬巴Ｔ谧畹忘c(diǎn)處.求經(jīng)過幾次碰撞后絕緣球偏離豎直方向的最大角度小于45°?

圖6-2-20

3次


解析:

設(shè)在第n次碰撞前絕緣球的速度為vn－1，碰撞后絕緣球、金屬球的速度分別為vn和Vn.由于碰撞過程中動(dòng)量守恒、碰撞前后動(dòng)能相等，設(shè)速度向左為正，則mvn－1=MVn－mvn

由以上兩式及M＝19m解得

第n次碰撞后絕緣球的動(dòng)能為

E0為第1次碰撞前絕緣球的動(dòng)能，即初始能量.

可得到

絕緣球在θ=45°與θ＝θ0=60°處的勢(shì)能之比為式中l為擺長(zhǎng).

易算出0.812=0.656,0.813=0.531

由此可知，經(jīng)過3次碰撞后θ將小于45°.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖6-2-4所示，甲為半導(dǎo)體材料做成的熱敏電阻的阻值隨溫度變化的曲線，乙為用此熱敏電阻和繼電器做成的溫控電路.設(shè)繼電器的線圈電阻為Rx=50 Ω，繼電器線圈中的電流大于或等于Ic=20 mA時(shí)，繼電器的銜鐵被吸合，左側(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)為6 V，內(nèi)阻可以不計(jì).試問溫度滿足什么條件時(shí)，電路右側(cè)的小燈泡會(huì)發(fā)光？

       

甲                                                                      乙

圖6-2-4

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖6-2-20所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一與磁感線垂直且水平放置的長(zhǎng)為L的擺線，拉一質(zhì)量為m、帶有+q電荷量的擺球，試求擺球通過最低位置時(shí)繩上的拉力F.

圖6-2-20

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科目：高中物理 來源： 題型：

一帶電荷量q1=+1.5×10-6 C、質(zhì)量m=0.1 kg的帶電小球A，用長(zhǎng)為l=0.25 m的絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn).現(xiàn)讓小球在水平面內(nèi)繞帶電荷量q2=+1.0×10-6 C的固定小球B做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，懸線與豎直方向的夾角始終為37°，如圖4-2-20所示.求此時(shí)小球運(yùn)動(dòng)的角速度(已知k=9.0×109 N·m2/C2,g取10m/s2, sin37°=0.6, cos37°=0.8).

圖4-2-20

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖6-2-20所示，虛線a、b、c代表電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，實(shí)線為一帶正電的質(zhì)點(diǎn)僅在電場(chǎng)力的作用下通過該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，P、Q為該軌跡上的兩個(gè)點(diǎn).由此可知（    ）

圖6-2-20

A.三個(gè)等勢(shì)面中，a電勢(shì)最高               B.質(zhì)點(diǎn)在Q點(diǎn)時(shí)，加速度較大

C.帶電質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)時(shí)動(dòng)能較大            D.質(zhì)點(diǎn)通過Q時(shí)電勢(shì)能較小

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