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碰撞是生活中常見的現(xiàn)象,某同學(xué)想對(duì)碰撞問題進(jìn)行研究。
(1)該同學(xué)在調(diào)平的氣墊導(dǎo)軌上研究?jī)蓚€(gè)滑塊的碰撞。讓滑塊A以某一速度與原來靜止的滑塊B發(fā)生正碰,已知A的質(zhì)量為2m,B的質(zhì)量為m。
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a.若如圖1所示,滑塊A的右端、滑塊B的左端均裝有粘扣,碰后A、B將粘在一起運(yùn)動(dòng)。已知滑塊A的初速度為v0,求此過程中A、B組成的系統(tǒng)損失的機(jī)械能是多少?
b.若如圖2所示,滑塊A的右端、滑塊B的左端均裝有彈簧圈,碰后A、B將分開且沿著相同方向運(yùn)動(dòng)。通過傳感器分別測(cè)得兩個(gè)滑塊碰撞前后的速度如下:
碰撞前 碰撞后
實(shí)驗(yàn)序號(hào) v10(m/s) v20(m/s) v1(m/s) v2(m/s)
1 0.90 0 0.30 1.20
2 0.73 0 0.24 0.97
3 0.81 0 0.27 1.08
該同學(xué)通過處理數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)碰撞前后有mAv10=mAv1+mBv2,說明滑塊的碰撞過程滿足動(dòng)量守恒定律;同時(shí)他還發(fā)現(xiàn)v2-v1=v10也成立,他認(rèn)為這是一個(gè)運(yùn)動(dòng)的滑塊與一個(gè)靜止的滑塊發(fā)生彈性碰撞的必然結(jié)果。請(qǐng)你分析說明該同學(xué)的觀點(diǎn)是否正確;
(2)為了對(duì)碰撞進(jìn)行深入研究,該同學(xué)查閱資料了解到以下信息:不同材料制成的兩個(gè)小球甲、乙,若碰撞前的速度分別為v10和v20,碰撞后的速度分別為v1和v2,把v10-v20稱為接近速度,把v2-v1稱為分離速度。研究發(fā)現(xiàn)碰撞后的分離速度與碰撞前的接近速度成正比,這個(gè)比值稱為恢復(fù)系數(shù),用e表示,即:e=
v
2
-
v
1
v
10
-
v
20
。請(qǐng)你根據(jù)以上信息結(jié)合碰撞的規(guī)律完成以下問題:小球甲在光滑水平面上以一定的速度與原來靜止的小球乙發(fā)生正碰,恢復(fù)系數(shù)為
2
3
。若碰后甲、乙兩球速度的大小之比始終為2:1,則甲、乙兩球的質(zhì)量應(yīng)該滿足什么關(guān)系?

【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:139引用:4難度:0.5
相似題
  • 1.某同學(xué)用如圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置來“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”,實(shí)驗(yàn)原理如圖乙所示。圖乙中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影。實(shí)驗(yàn)時(shí),先讓質(zhì)量為m1的入射小球A多次從斜軌上由靜止釋放,找到其平均落地點(diǎn)的位置P,然后把質(zhì)量為m2的被碰小球B靜置于軌道的水平部分,再將入射小球從斜軌上由靜止釋放,與小球B相碰,并且多次重復(fù),實(shí)驗(yàn)得到小球的落點(diǎn)的平均位置分別為M、N,測(cè)量xM、xP、xN分別為M、P、N距O點(diǎn)的水平距離。
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    (1)關(guān)于本實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是
    。
    A.入射小球每次可由不同位置自由滾下
    B.兩小球的質(zhì)量關(guān)系必須m1>m2
    C.斜槽軌道必須光滑
    D.斜槽軌道末端必須水平
    (2)若測(cè)量數(shù)據(jù)近似滿足關(guān)系式
    (用m1、m2、xM、xP、xN表示),則說明兩小球碰撞過程動(dòng)量守恒。

    發(fā)布:2024/11/6 1:30:2組卷:87引用:6難度:0.6
  • 2.如圖甲所示為“驗(yàn)證碰撞中動(dòng)量守恒”實(shí)驗(yàn)的裝置示意圖,a是入射小球,b是被碰小球,a和b的質(zhì)量分別為m1和m2,直徑分別為d1和d2,軌道末端在水平地面上的投影為O點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)中,先將小球a從斜槽上某一固定位置由靜止釋放,a從斜槽末端飛出后落到水平地面的記錄紙上留下落點(diǎn)痕跡,重復(fù)10次,描出a的平均落點(diǎn)位置P,再把小球b放在斜槽末端,讓小球a仍從斜槽上同一位置由靜止釋放,與小球b碰撞后,兩球分別在記錄紙上留下落點(diǎn)痕跡,重復(fù)10次,描出碰后小球a、b的平均落點(diǎn)位置M、N如圖乙所示。
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    (1)實(shí)驗(yàn)中需要注意的事項(xiàng),下列說法正確的是
    (填字母)。
    A.需要測(cè)出小球拋出點(diǎn)距地面的高度H
    B.需要測(cè)出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平射程
    C.為完成此實(shí)驗(yàn),天平和刻度尺是必需的測(cè)量工具
    D.斜槽軌道末端應(yīng)該保持水平
    E.斜槽應(yīng)盡量光滑
    (2)實(shí)驗(yàn)中重復(fù)多次讓入射小球從斜槽上的同一位置釋放,其中“同一位置釋放”的目的是
    。
    (3)實(shí)驗(yàn)中對(duì)小球的要求是:質(zhì)量m1
    (填“>”“=”或“<”)m2,直徑d1
    (填“>”“=”或“<”)d2。
    (4)在圖乙中,用毫米刻度尺測(cè)得O點(diǎn)與M、P、N三點(diǎn)的水平方向的距離分別為x1,x2,x3,若關(guān)系式
    成立,則說明該實(shí)驗(yàn)碰撞前后動(dòng)量守恒。

    發(fā)布:2024/11/5 14:30:2組卷:75引用:8難度:0.5
  • 3.某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)。在水平桌面上放置氣墊導(dǎo)軌,導(dǎo)軌上安裝光電門1和光電門2,帶有遮光片的滑塊1、2的質(zhì)量分別為m1、m2,滑塊1的右端和滑塊2的左端都裝有彈性片,兩遮光片沿運(yùn)動(dòng)方向的寬度均為d,實(shí)驗(yàn)過程如下:①調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌成水平狀態(tài);②輕推滑塊1,測(cè)得滑塊1通過光電門1的遮光時(shí)間為t1;③滑塊1與滑塊2相碰后,滑塊2和滑塊1先后經(jīng)過光電門2的遮光時(shí)間分別為t2和t3。
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    (1)實(shí)驗(yàn)中為確保兩滑塊碰撞后滑塊1不反向運(yùn)動(dòng),則m1、m2應(yīng)滿足的關(guān)系為m1
    m2(填“大于”“等于”或“小于”);
    (2)兩滑塊碰撞后,滑塊2的速度大小為
    ;
    (3)為了驗(yàn)證碰撞前后滑塊1、2的總動(dòng)量守恒,該實(shí)驗(yàn)小組只需驗(yàn)證表達(dá)式:
    。(用題中所給物理量的符號(hào)表示)

    發(fā)布:2024/11/4 7:0:1組卷:44引用:2難度:0.6
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