Question

【题目】阅读下面的短文，回答问题

小华在观看台球比赛时发现：有时运动的白球去撞击一个静止的球后，白球会立即静止在碰撞时的位置，而被撞的球似乎接替了白球，沿白球原来的运动方向，以几乎相同的速度向前运动，称之为速度“交换”，如图甲所示．

小华想：白球碰撞后立即静止，被撞的球是以白球撞前相同大小的速度运动出去的吗？

通过了解和初步实验，小华发现只有当体积和质量均相同的两球，而且球心在同一直线上相碰时，才可能出现上述现象．为进一步探究，她设计了下述实验方案：

将一个两端翘起、中间水平的轨道固定在水平桌面上，取两个相同的台球A、B，将B球静置于轨道的水平部分，A球置于轨道左端斜面上某处，测出该点到水平桌面的高度h1，如图乙所示，释放A球，撞击后，A球静止，B球向前运动并冲上轨道右端斜面能到达的最高点，测出该点的高度h2．通过比较h2与h1的大小关系即可做出判断．

请你回答以下问题：

（1）A球从斜面滑下的过程中，______能转化为动能．

（2）B球由静止变为运动是因为B球在碰撞中获得了______能．

（3）已知重力势能的计算公式为EP=mgh，动能的计算公式为Ek=mv2．若轨道光滑，则碰撞前瞬间A球运动速度的表达式vA=______；若h2=h1，则说明B球被撞后开始运动的速度vB______vA（选填“＞”、“=”或“＜”）．

（4）在实际实验中，测出的h2总小于h1，导致这一现象的主要原因是______．

（5）如图丙，将小球以一定的速度v0沿水平方向抛出，不计空气阻力，小球运动过程中也只有动能和重力势能相互转化．在时间t内小球在水平方向运动的距离为，在竖直方向下落的高度为，则y与t2的关系表示图线正确的是（__________）

A. B. C. D.

Answer 1

【答案】重力势能 动 ＝ 轨道不光滑（或碰撞时有能量损失） A

【解析】

(1)[1]A球从斜面滑下的过程中，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能；
(2)[2]B球由静止变为运动是因为B球在碰撞中获得了动能；
(3)[3]动能的计算公式为 ；因轨道光滑时，A球下滑的过程中重力势能全部转化为动能，所以，Ep=Ek，即

，

解得： ；
[4]若h2=h1，则最高点时A和B球的重力势能相等，由上面的匀速可知，B球碰撞后的速度和A球碰撞前的速度相等，即vB=vA；
(4)[5]由于导轨不光滑，小球在滚动过程中及碰撞过程中具有能量损失，所以h2总小于h1；

(5)[6]由可知y与t2成正比关系，图像为过原点的直线，故选A。