分析 小球从与O点等高处静止释放后,三个物体组成的系统的动量守恒,由机械能守恒定律和动量守恒定律求出小球与桩碰撞前的速度;
碰撞的过程中小车与小球组成的系统的动量守恒,碰撞后小球与小车组成的系统的动量守恒,根据动量守恒定律与机械能守恒即可求解小球距离小车平板的最大高度.
解答 解:小球从与O点等高处静止释放后,三个物体组成的系统的动量守恒,设向右的方向为正方向,碰撞前小车与木块的速度为v1,小球的速度为v2,则由机械能守恒得:$\frac{1}{2}({m}_{1}+{m}_{2}){v}_{1}^{2}+\frac{1}{2}{m}_{3}{v}_{2}^{2}={m}_{3}gL$
由动量守恒定律得:(m1+m2)v1+m3v2=0
联立解得:${v}_{1}=-\sqrt{\frac{gL}{15}}$,${v}_{2}=5\sqrt{\frac{gL}{15}}$
小球与小车碰撞的过程中小车与小球组成的系统的动量守恒,碰撞后运动的过程中由于小球组成的系统的动量依旧守恒,当小球的高度再次达到最高时,二者的速度相等,设小球到达最高点后共同的速度是v,由动量守恒定律得:m1v1+m3v2=(m1+m3)v
小车与小球的机械能守恒,得:$\frac{1}{2}{m}_{1}{v}_{1}^{2}+\frac{1}{2}{m}_{3}{v}_{2}^{2}=\frac{1}{2}({m}_{1}+{m}_{3}){v}^{2}+{m}_{3}g{h}_{1}$
联立解得:${h}_{1}=\frac{13}{15}L=\frac{13}{15}×0.2m=0.173$m
这个h1是小球距离摆动最低点的高度,小球距离平板高度:H=h1+(h-L)=0.173+(0.3-0.2)=0.273m
答:小球与木桩发生碰撞后小球距离小车平板的最大高度是0.273m
点评 解决问题首先要清楚研究对象的运动过程.应用动量守恒定律时要清楚研究的对象和守恒条件.我们要清楚运动过程中能量的转化,以便从能量守恒角度解决问题.
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 有摩擦力产生的面上不一定有弹力 | |
B. | 接触面越大,接触面间的摩擦力越大 | |
C. | 滑动摩擦力的方向与物体运动方向可能相同 | |
D. | 由公式μ=$\frac{f}{N}$可以看出,μ与f成正比,与N成反比 |
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A. | 前10s内,甲的速度比乙大,后10s内,甲的速度比乙小 | |
B. | 前10s内,甲在乙前,后10s内,甲在乙后 | |
C. | 甲车的速度的变化比乙车的速度变化快 | |
D. | 20s末两车相遇 |
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A. | 速度大的加速度也大,速度小的物体加速度也小 | |
B. | 速度大的物体加速度可能很小,甚至是零 | |
C. | 物体的加速度方向总是与物体运动方向一致 | |
D. | 物体的速度变化量大,加速度也一定越大 |
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