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(17分)如图所示,光滑固定轨道的两端都是半径为R的四分之一圆弧,在轨道水平面上有两个质量均为m的小球B、C,B、C用一长度锁定不变的轻小弹簧栓接,弹性势能.一质量也为m的小球A从左侧的最高点自由滑下,A滑到水平面与B碰后立即粘在一起结合成D就不再分离(碰撞时间极短).当D、C一起刚要滑到右侧最低点时,弹簧锁定解除且立即将C弹出并与弹簧分离.求

(1)弹簧锁定解除前瞬间,D、C速度大小
(2)弹簧锁定解除后,C第一次滑上轨道右侧圆弧部分的轨迹所对的圆心角
(3)弹簧锁定解除后,若C、D(含弹簧)每次碰撞均在水平面;求第N次碰撞结束时,C、D的速度
(1)  (2) 
(3)当N为奇数时: ;当N为偶数时:

试题分析: (1)小球A下滑由动能定理:  ①    
A与B碰撞满足动量守恒:   ②   
由①②解得: ③
(2)由动量守恒:  ④
机械能守恒: ⑤
由③④⑤解得:   或
 ⑦
由⑥⑦解得
(3)以左为正方向
第一次: ⑧
 ⑨
由⑧⑨得 或
第二次:   ?
 ?
由⑩??解得: 或
综上,当N为奇数时: ;当N为偶数时:
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

如图所示,在点电荷+Q的电场中有A、B两点,将两正电荷a和b,其中他们的质量4ma=mb,电量2qa=qb,分别从A点由静止释放到达B点时,它们的速度大小之比为_____.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(12分) 如图所示,竖直平面内的一半径R=0.50 m的光滑圆弧槽BCD,B点与圆心O等高,一水平面与圆弧槽相接于D点,质量m=0.10 kg的小球从B点正上方H=0.95 m高处的A点自由下落,由B点进入圆弧轨道,从D点飞出后落在水平面上的Q点,DQ间的距离x=2.4 m,球从D点飞出后的运动过程中相对水平面上升的最大高度h=0.80 m,g取g=10 m/s2,不计空气阻力,求:

(1)小球经过C点时轨道对它的支持力大小FN
(2)小球经过最高点P的速度大小vP
(3)D点与圆心O的高度差hOD.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,轻弹簧一端固定在与斜面垂直的挡板上,另一端点在O位置。质量为m的物块A(可视为质点)以初速度从距O点为的P点沿斜面向下运动,与弹簧接触后压缩弹簧,将弹簧右端压到O′点位置后,A又被弹簧弹回。A离开弹簧后,恰好回到P点。物块A与斜面间的动摩擦因数为μ,斜面倾角为。求:

(1)O点和O′点间的距离x1
(2)若将另一个与A完全相同的物块B(可视为质点)与弹簧右端拴接,将A与B并排在一起,使弹簧仍压缩到O′点位置,然后从静止释放,A、B共同滑行一段距离后分离。分离后物块A沿斜面向上滑行的最大距离x2是多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

水平地面上有两个固定的、高度相同的粗糙斜面甲和乙,乙的斜面倾角大,甲、乙斜面长分别为s、L1,如图所示。两个完全相同的小滑块A、B可视为质点,同时由静止开始从甲、乙两个斜面的顶端释放,小滑块A一直沿斜面甲滑到底端C,而小滑块B滑到底端P后沿水平面滑行到D处(小滑块B在P点从斜面滑到水平面的速度大小不变),在水平面上滑行的距离PD=L2,且s=L1+L2。小滑块A、B与两个斜面和水平面间的动摩擦因数相同,则( )

A.滑块A到达底端C点时的动能一定比滑块B到达D点时的动能小
B.两个滑块在斜面上加速下滑的过程中,到达同一高度时,动能可能相同
C.A、B两个滑块从斜面顶端分别运动到C、D的过程中,滑块A重力做功的平均功率小于滑块B重力做功的平均功率
D.A、B滑块从斜面顶端分别运动到C、D的过程中,由于克服摩擦而产生的热量一定相同

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,光滑半圆弧绝缘轨道半径为R,OA为水平半径,BC为竖直直径。一质量为m且始终带+q电量的小物块自A处以某一竖直向下的初速度滑下,进入与C点相切的粗糙水平绝缘滑道CM上,在水平滑道上有一轻弹簧,其一端固定在竖直墙上,另一端恰位于滑道的末端C点,此时弹簧处于自然状态。物块运动过程中弹簧最大弹性势能为E,物块被弹簧反弹后恰能通过B点。己知物块与水平滑道间的动摩擦因数为μ,直径BC右侧所处的空间(包括BC边界)有竖直向上的匀强电场,且电场力为重力的一半。求:

(1) 弹簧的最大压缩量d;
(2) 物块从A处开始下滑时的初速度v0

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,在水平地面上放一个竖直轻弹簧,弹簧上端与一木块相连.木块处于平衡状态,若再在木块上作用一个竖直向下的力F,使木块缓慢下移0.1m,这个过程中力F做功2.5J,此时木块刚好再次处于平衡状态,则在木块下移0.1m的过程 中,弹簧弹性势能的增加量  (   )
A.等于2.5JB.大于2.5JC.小于2.5JD.无法确定

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,虚线为静电场中的等势面1、2、3、4,相邻的等势面之间的电势差相等,其中等势面3的电势为0 V。一带正电的点电荷在静电力的作用下运动,经过a、b点时的动能分别为28 eV和4 eV。当这一点电荷运动到某一位置,其电势能变为-10 eV时,此时它的动能应为(   )
A.8 eV  B.13 eVC.22 eVD.34 eV

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(14分)如图所示,半径R = 0.1m的竖直半圆形光滑轨道bc与水平面ab相切。质量m = 0.1kg的小滑块B放在半圆形轨道末端的b点,另一质量也为m= 0.1kg的小滑块A,以v0 = 2m/s的水平初速度向B滑行,滑过s = 1m的距离,与B相碰,碰撞时间极短,碰后A、B粘在一起运动。已知木块A与水平面之间的动摩擦因数μ = 0.2。取重力加速度g = 10m/s²。A、B均可视为质点。求

(1)A与B碰撞前瞬间的速度大小vA
(2)碰后瞬间,A、B共同的速度大小v;
(3)在半圆形轨道的最高点c,轨道对A、B的作用力N的大小。

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