精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

【题目】一位足球爱好者,做了一个有趣的实验:如图所示,将一个质量为m、半径为R的质量分布均匀的塑料弹性球框静止放在粗糙的足够大的水平台面上,质量为MMm)的足球(可视为质点)以某一水平速度v0通过球框上的框口,正对球框中心射入框内,不计足球运动中的一切阻力。结果发现,当足球与球框发生第一次碰撞后到第二次碰撞前足球恰好不会从右端框口穿出。假设足球与球框内壁的碰撞为弹性碰撞,只考虑球框与台面之间的摩擦,求:

1)人对足球做的功和冲量大小;

2)足球与球框发生第一次碰撞后,足球的速度大小;

3)球框在台面上通过的位移大小。

【答案】1Mv0;(23

【解析】1人对足球做的功W

冲量:IMv0

2)足球的初速度为v0,第一次碰撞后,设足球的速度为v1,球框的速度为v2。对足球和球框组成的系统,由动最守恒定律得Mv0Mv1mv2

由能量守恒定律得

联立解得足球的速度

球框的速度

3)多次碰撞后足球和球框最终静止,设球框受到台面的摩擦力为f,通过的总位移为x对足球和球框组成的系统,由能量守恒定律得

又第一次碰撞后经时间t,足球恰好未从框口穿出

说明此时足球与球框二者共速,均为

由运动学规律得

对球框,由动量定理得 –ftmv1mv2

联立解得球框通过的总位移x

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,沿水平方向的介质中的部分质点,每相邻两质点的距离相等,其中O为波源,设波源的振动周期为T,从波源通过平衡位置竖直向下振动开始计时,经 质点1开始振动,则下列关于质点的振动和介质中的波的说法中正确的是 (  )

A.介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的,但图中质点9起振最晚
B.图中所画出的质点起振时间都是相同的,起振的位置和起振的方向是不同的
C.图中质点8的振动完全重复质点7的振动,只是质点8振动时通过平衡位置或最大位移处的时间总是比质点7通过相同的位置时落后
D.只要图中所有质点都已振动了,质点1与质点9的振动步调就完全一致,如果质点1发生的是第100次振动,则质点9发生的就是第98次振动

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】古希腊权威思想家亚里士多德曾经断言:物体从高空落下的快慢同物体的重量成正比,重者下落快,轻者下落慢。比如说,十磅重的物体落下时要比一磅重的物体落下快十倍。1800多年来,人们都把这个错误论断当作真理而信守不移。 直到16世纪,伽利略才发现了这一理论在逻辑上的矛盾。并通过比萨斜塔试验,向世人阐述他的观点。对此进行了进一步的研究,通过实验来验证:伽利略用铜球从斜槽的不同位置由静止下落,伽利略手稿中记录的一组实验数据: 伽利略对上述的实验数据进行了分析,并得出了结论,下列是伽利略得出的结论是(

A. vt=v0+at B.

C. vt2-v02=2ax D.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】一列简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时刻的波形如图所示,介质中质点PQ分别位于x=2 m、x=4 m处。从t=0时刻开始计时,当t=15 s时质点Q刚好第4次到达波峰。

(1)求波速。
(2)写出质点P做简谐运动的表达式(不要求推导过程)。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】同一音叉发出的声波同时在水和空气中传播,某时刻的波形曲线如图所示,以下说法正确的是(  )

A.声波在水中波长较大,b是水中声波的波形曲线
B.声波在空气中波长较大,b是空气中声波的波形曲线
C.水中质点振动频率较高,a是水中声波的波形曲线
D.空气中质点振动频率较高,a是空气中声波的波形曲线

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】一声波在空气中的波长为25 cm,速度为340 m/s.当折射入另一种介质时,波长变为80 cm.求:
(1)声波在这种介质中的频率;
(2)声波在这种介质中的传播速度.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】有一种示波器可以同时显示两列波形.对于这两列波,显示屏上横向每格代表的时间间隔相同.利用此种示波器可以测量液体中的声速,实验装置的一部分如图甲所示:管内盛满液体,音频信号发生器所产生的脉冲信号由置于液体内的发射器发出,被接收器所接收.图乙为示波器的显示屏,屏上所显示的上、下两列波形分别为发射信号与接收信号.若已知发射的脉冲信号频率为f=2 000 Hz,发射器与接收器的距离为x=1.30 m,求管内液体中的声速.(已知所测声速应在1 300 m/s~1 600 m/s之间.结果保留两位有效数字)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】在xOy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波,波速为2 m/s,振幅为A.MN是平衡位置相距2 m的两个质点,如图所示.在t=0时,M通过其平衡位置沿y 轴正方向运动,N位于其平衡位置上方最大位移处.已知该波的周期大于1 s.则(  )

A.该波的周期为 s
B.在t= s时,N的速度一定为2 m/s
C.从t=0到t=1 s,M向右移动了2 m
D.从t= s到t= s,M的动能逐渐增大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】对于一定质量的物体而言,其速度、动量和动能的说法正确的是

A.物体的速度发生变化,其动能一定发生变化

B.物体的动量发生变化,其动能一定发生变化

C.物体的动能发生变化,其动量一定发生变化

D.物体的速度发生变化,其动量不一定发生变化

查看答案和解析>>

同步练习册答案