當(dāng)前位置： 2023-2024學(xué)年黑龍江省雙鴨山一中高二（上）開(kāi)學(xué)物理試卷> 試題詳情

某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的趣味實(shí)驗(yàn)來(lái)研究碰撞問(wèn)題，用材料和長(zhǎng)度相同的不可伸長(zhǎng)的輕繩依次將N個(gè)大小相同、質(zhì)量不等的小球懸掛于水平天花板下方，且相鄰的小球靜止時(shí)彼此接觸但無(wú)相互作用力，小球編號(hào)從左到右依次為1、2、3、…、N，每個(gè)小球的質(zhì)量為其相鄰左邊小球質(zhì)量的k倍（k＜1）。在第N個(gè)小球右側(cè)有一光滑軌道，其中AB段是水平的，BCD段是豎直面內(nèi)的半圓形，兩段光滑軌道在B點(diǎn)平滑連接，半圓軌道的直徑BD沿豎直方向。在水平軌道的A端放置一個(gè)與第N個(gè)懸掛小球完全相同的P小球，所有小球的球心等高?，F(xiàn)將1號(hào)小球由最低點(diǎn)向左拉起高度h,保持繩繃緊狀態(tài)由靜止釋放1號(hào)小球，使其與2號(hào)小球碰撞，2號(hào)小球再與3號(hào)小球碰，以此類推。所有碰撞均為在同一直線上的正碰且無(wú)機(jī)械能損失。已知重力加速度為g,空氣阻力、小球每次碰撞時(shí)間均可忽略不計(jì)。
（1）求1號(hào)小球與2號(hào)小球碰撞之前，1號(hào)小球的速度v₁的大??；
（2）若N=100，求第100個(gè)小球與P小球發(fā)生第一次碰撞后，小球P的速度v_p的大?。?br />（3）若N=4，當(dāng)半圓形軌道半徑R=
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h時(shí)，P小球第一次被碰撞后恰好能通過(guò)軌道的最高點(diǎn)D，求k值的大小。

【考點(diǎn)】物體在圓形豎直軌道內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)；機(jī)械能守恒定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用；動(dòng)量守恒與能量守恒共同解決實(shí)際問(wèn)題．

【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/9/9 1:0:8組卷：28引用：2難度：0.5

相似題

1．如圖所示，在電場(chǎng)強(qiáng)度大小E=2×10³V/m、豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一光滑半圓形絕緣軌道QPN與一水平絕緣軌道MN在N點(diǎn)相切，半圓形軌道平面與電場(chǎng)線平行，其半徑R=40cm,N為半圓形軌道最低點(diǎn)，P為QN圓弧的中點(diǎn)。一電荷量q=1×10^-4C、質(zhì)量m=10g帶負(fù)電的滑塊（視為質(zhì)點(diǎn)）與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，位于N點(diǎn)右側(cè)d=3m的M處，取重力加速度大小g=10m/s²，不計(jì)空氣阻力。
（1）若滑塊剛好能到N處，求其初速度大小v₀；
（2）若滑塊恰能運(yùn)動(dòng)到半圓軌道的最高點(diǎn)Q，求其在水平軌道上的落點(diǎn)到N點(diǎn)的距離x；
（3）求滿足（2）條件的滑塊通過(guò)P點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小F。
發(fā)布：2024/10/22 2:0:1組卷：38引用：7難度：0.5
解析
2．如圖所示，軌道ABCDE是研究小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的條件的簡(jiǎn)易裝置，A到水平桌面的高度為H，最低點(diǎn)B處的入、出口靠近但相互錯(cuò)開(kāi)，C是半徑R=10cm的圓形軌道的最高點(diǎn)，DE部分水平，且恰好與圓形軌道的圓心O₁等高，水平桌面上的點(diǎn)O₂位于E點(diǎn)的正下方。經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，將一質(zhì)量m=10g的小球從軌道AB上的某一位置A由靜止釋放，小球恰能通過(guò)C點(diǎn)沿軌道運(yùn)動(dòng)，不計(jì)小球與軌道的摩擦阻力以及空氣阻力。（g=10m/s²）
（1）求出A到水平桌面的高度H；
（2）求出小球在B點(diǎn)對(duì)圓軌道壓力的大?。?br />（3）若A距水平桌面高H₁=0.3m,小球仍由靜止釋放，到達(dá)E點(diǎn)離開(kāi)軌道后落在水平桌面上，求落點(diǎn)與O₂之間的水平距離x。
發(fā)布：2024/10/23 4:0:1組卷：88引用：3難度：0.7
解析
3．如圖所示，豎直平面內(nèi)有一半徑為R的半圓形光滑絕緣軌道，其底端B與光滑絕緣水平軌道相切，整個(gè)系統(tǒng)處在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一質(zhì)量為m,帶正電的小球以v₀的初速度沿水平面向右運(yùn)動(dòng)，通過(guò)圓形軌道恰能到達(dá)圓形軌道的最高點(diǎn)C，從C點(diǎn)飛出后落在水平面上的D點(diǎn)，試求：
（1）小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度v_c；
（2）BD間的距離s；
（3）小球通過(guò)B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力N。
發(fā)布：2024/10/19 15:0:1組卷：39引用：1難度：0.5
解析

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