分析 (1)小球为研究对象,根据动量定理列式,求弹性壁对小球的作用力,由牛顿第三定律得到每壁所受平均作用力.
(2)再以小球为研究对象,由动量定理求壁对球的作用力,左壁缓慢移动时,外力等于球对壁的作用力.再根据功的计算公式得到外力做的功.求出动能变化量,再证明即可.
解答 解:(1)以小球为研究对象,取小球碰壁前的速度方向为正方向.根据动量定理得:
-F•$\frac{2l}{{v}_{0}}$=-mv0-mv0;
解得:F=$\frac{m{v}_{0}^{2}}{l}$
根据牛顿第三定律得知,每壁所受平均作用力为:F′=F=$\frac{m{v}_{0}^{2}}{l}$
(2)若用外力使左壁以v(远小于v0)缓缓右移时,对小球,根据动量定理得:
-F″t=-m(v0+2v)-mv0
解得:F″=$\frac{2m({v}_{0}+v)}{t}$
由牛顿第三定律知,左壁所受平均作用力为:F″′=F″=$\frac{2m({v}_{0}+v)}{t}$
左壁缓慢移动时,外力等于球对壁的作用力,则外力为:F=F″′=$\frac{2m({v}_{0}+v)}{t}$
外力做功为:W=FS=$\frac{2m({v}_{0}+v)}{t}$•vt=2mv(v0+v)
小球动能增加为:△Ek=$\frac{1}{2}m(2v+{v}_{0})^{2}-\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$=2mv(v0+v)
则得:△Ek=W.
得证.
答:(1)每壁所受平均作用力是$\frac{m{v}_{0}^{2}}{l}$;
(2)证明见上.
点评 解决本题时一要选好研究对象,要以小球为研究对象,求碰撞的作用力时,往往根据动量定理研究.
科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 机械波必须在介质中传播,而介质本身并不随波一起传播 | |
B. | 一列声波从空气传入水中,其波速、频率、波长都会发生变化 | |
C. | 两列水波相遇形成干涉图样,水面上振动加强的区域振动始终加强;振动减弱的区域振动始终减弱 | |
D. | 交警利用超声波对行进中的车辆测速,是多普勒效应的应用 |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
防触电保护类别Ⅰ类 | 额定洗涤容量5 kg | |
额定电压220 V | 电源频率50 Hz | |
洗涤功率330 W | 甩干功率650 W | |
水加热功率2420 W | 最大工作电流10 A | |
自来水压力 0.05 MPa≤p≤1 MPa | 重量72 kg | |
出厂日期:2013年8月28日 | ||
出厂编号:970828253 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 物体不受水平拉力时的速度图象一定是b | |
B. | 物体受水平拉力时的速度图象可能是a | |
C. | 水平拉力的大小一定等于0.2N | |
D. | 物体受到的摩擦力大小一定等于0.2N |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 若保持S不变,增大d,则θ变小 | |
B. | 若保持d不变,减小S,则θ变小 | |
C. | 若保持d不变,S不变,插入介质板,则θ变大 | |
D. | 若保持d不变,S不变,插入金属板,则θ变小 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | “天宫一号”的运行速率大于“神舟十号”在轨道Ⅱ上的运行速率 | |
B. | “神舟十号”变轨前后的机械能守恒 | |
C. | “神舟十号”可以通过减速而使轨道半径变大 | |
D. | “天宫一号”和“神舟十号”对接瞬间的向心加速度相同 |
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