(2002?河南)下面是一個物理演示實驗,它顯示:圖中自由下落的物體A和B經(jīng)反彈后,B能上升到比初始位置高得多的地方.A是某種材料做成的實心球,質(zhì)量m1=0.28kg,在其頂部的凹坑中插著質(zhì)量m2=0.10kg的木棍B.B只是松松地插在凹坑中,其下端與坑底之間有小空隙.將此裝置從A下端離地板的高度H=1.25m處由靜止釋放.實驗中,A觸地后在極短時間內(nèi)反彈,且其速度大小不變;接著木棍B脫離球A開始上升,而球A恰好停留在地板上.求木棍B上升的高度,重力加速度g=10m/s2
分析:物體A、B系統(tǒng)落地前做自由落體運動,A與地面碰撞后反彈,速度大小不變,方向向上,物體A與物體B碰撞時間極短,內(nèi)力遠大于外力,系統(tǒng)動量守恒,根據(jù)動量守恒定律可求出碰撞后物體B的速度,再由運動學(xué)公式求出物體B的速度.
解答:解:根據(jù)題意,A碰地板后,反彈速度的大小v1等于它下落到地面時速度的大小,即
?v1=
2gH
,
?A剛反彈后,速度向上,立刻與下落的B碰撞,碰前B的速度
?v2=
2gH

?由題意,碰后A速度為零,以v2′表示B上升的速度,根據(jù)動量守恒,有
?m1v1-m2v2=m2v2′,
?令h表示B上升的高度,有
?h=
v′
2
2
2g

?由以上各式并代入數(shù)據(jù),得
?h=4.05m.
故木棍B上升的高度為4.05m.
點評:本題關(guān)鍵要明確系統(tǒng)的各個運動分過程,特別要注意的是物體A與地面的碰撞過程以及物體B與物體A的碰撞過程,雖然這兩個過程的時間極短,但碰撞的彈力很大,速度改變較大,要用動量守恒定律求解.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2002?河南)一個有一定厚度的圓盤,可以繞通過中心垂直于盤面的水平軸轉(zhuǎn)動,用下面的方法測量它勻速轉(zhuǎn)動時的角度速.

?實驗器材:電磁打點計時器,米尺,紙帶,復(fù)寫紙片.
?實驗步驟:
?(1)如圖(1)所示,將電磁打點計時器固定在桌面上,將紙帶的一端穿過打點計時器的限位孔后,固定在待測圓盤的側(cè)面上,使得圓盤轉(zhuǎn)動時,紙帶可以卷在圓盤側(cè)面上.
?(2)啟動控制裝置使圓盤轉(zhuǎn)動,同時接通電源,打點計時器開始打點.
?(3)經(jīng)過一段時間,停止轉(zhuǎn)動和打點,取下紙帶,進行測量.
?①由已知量和測得量表示的角速度的表達式為ω=
x2-x1
(n-1)Tr
x2-x1
(n-1)Tr
,式中各量的意義是:
其中T為電磁打點計時器打點的時間間隔,r為圓盤的半徑,x2、x1是紙帶上選定的兩點分別對應(yīng)的米尺上的刻度值,n為選定的兩點間的打點數(shù)(含兩點)
其中T為電磁打點計時器打點的時間間隔,r為圓盤的半徑,x2、x1是紙帶上選定的兩點分別對應(yīng)的米尺上的刻度值,n為選定的兩點間的打點數(shù)(含兩點)

?②某次實驗測得圓盤半徑r=5.50×10-2m,得到的紙帶的一段如圖(2)所示,求得角速度為
6.8rad/s
6.8rad/s

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2002?河南)如圖所示,半徑為R、單位長度電阻為λ的均勻?qū)w圓環(huán)固定在水平面上,圓環(huán)中心為O.勻強磁場垂直水平面方向向下,磁感強度為B.平行于直徑MON的導(dǎo)體桿,沿垂直于桿的方向向右運動.桿的電阻可以忽略不計,桿與圓環(huán)接觸良好,某時刻,桿的位置如圖,∠aOb=2θ,速度為v,求此時刻作用在桿上安培力的大。

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2002?河南)一列在豎直方向振動的簡諧橫波,波長為λ,沿正x方向傳播,某一時刻,在振動位移向上且大小等于振幅一半的各點中,任取相鄰的兩點P1、P2,已知P1的x坐標小于P2的x坐標,( 。

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