(1)如圖甲所示,ABC為一固定在豎直平面內(nèi)的光滑軌道,BC段水平,AB段與BC段平滑連接。質(zhì)量為m1的小球從高為h處由靜止開始沿軌道下滑,與靜止在軌道BC段上質(zhì)量為m2的小球發(fā)生碰撞,碰撞前后兩球的運(yùn)動(dòng)方向處于同一水平線上,且在碰撞過(guò)程中無(wú)機(jī)械能損失,求碰撞后小球m2的速度大小v2;
(2)碰撞過(guò)程中的能量傳遞規(guī)律在物理學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用。為了探究這一規(guī)律,我們采用多球依次碰撞、碰撞前后速度在同一直線上、且無(wú)機(jī)械能損失的簡(jiǎn)化力學(xué)模型。如圖乙所示,在固定光滑水平直軌道上,質(zhì)量分別為m1、m2、m3、……mn-1、mn……的若干個(gè)球沿直線靜止相間排列,給第1個(gè)球初動(dòng)能 Ek1,從而引起各球的依次碰撞。定義其中第n個(gè)球經(jīng)過(guò)一次碰撞后獲得的動(dòng)能Ekn與Ek1之比為第1個(gè)球?qū)Φ趎個(gè)球的動(dòng)能傳遞系數(shù)k1n
a.求k1n;
b.若m1=4m0,m3=m0,m0為確定的已知量。求m2為何值時(shí),k13最大。
解:(1)設(shè)碰撞前m1的速度為v10,根據(jù)機(jī)械能守恒定律 ①
設(shè)碰撞后m1與m2的速度分別為v1和v2,根據(jù)動(dòng)量守恒定律m1v10=m1v1+m2v2
由于碰撞過(guò)程中無(wú)機(jī)械能損失 ③
②、③式聯(lián)立解得 ④
將①式代入④式得
(2)a.由④式,考慮到
根據(jù)動(dòng)能傳遞系數(shù)的定義,對(duì)于1、2兩球 ⑤
同理可得,球m2和球m3碰撞后,動(dòng)能傳遞系數(shù)k13應(yīng)為 ⑥
依此類推,動(dòng)能傳遞系數(shù)k1n應(yīng)為
解得
b.將m1=4m0,m3=m0代入⑥可得
為使k13最大,只需使最大,即使取最小值
可知
當(dāng),即m2=2m0時(shí),k13最大
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2005?和平區(qū)一模)像打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣,光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器,其結(jié)構(gòu)如圖甲所示,a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置,當(dāng)有物體從a、b間通過(guò)時(shí),光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間.
現(xiàn)利用圖乙所示裝置測(cè)量滑塊和長(zhǎng)1m左右的木塊間的動(dòng)摩擦因數(shù),圖中MN是水平桌面,Q是木板與桌面的接觸點(diǎn),1和2是固定在木板上適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門,與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器(沒有畫出).此外在木板頂端的P點(diǎn)還懸掛著一個(gè)鉛錘,讓滑塊從木板的頂端滑下,光電門1、2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為5.0×10-2s和2.0×10-2s.用游標(biāo)卡尺測(cè)量小滑塊的上部擋板的寬度d,卡尺數(shù)如圖丙所示.
(1)讀出滑塊擋板的寬度d=
5.015
5.015
cm.
(2)滑塊通過(guò)光電門1的速度v1=
1
1
m/s,滑塊通過(guò)光電門2的速度v2=
2.5
2.5
m/s.
(3)若僅提供一把米尺,已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,為完成測(cè)量,除了研究v1、v2和兩個(gè)光電門之間的距離L外,還需測(cè)量的物理量是
P點(diǎn)到桌面高度h;重錘在桌面上所指的點(diǎn)與Q點(diǎn)的距離a;斜面的長(zhǎng)度b
P點(diǎn)到桌面高度h;重錘在桌面上所指的點(diǎn)與Q點(diǎn)的距離a;斜面的長(zhǎng)度b
(說(shuō)明各量的物理意義,同時(shí)指明代表物理量的字母).
(4)用(3)中各量求解動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式μ=
h
a
-
b(v22-v12)
2Lga
h
a
-
b(v22-v12)
2Lga
 (用字母表示).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:閱讀理解

本題包括A、B、C三小題,請(qǐng)選定其中兩題,并在相應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答,若三題都做,則按A、B兩題評(píng)分.
B.(選修模塊3-4 )
(1)下列說(shuō)法中正確的是
BD
BD

A.牛頓環(huán)是薄膜干涉的結(jié)果,當(dāng)用頻率更低的單色光照射時(shí),牛頓環(huán)變密
B.電子表的液晶顯示應(yīng)用了光的偏振原理
C.雷達(dá)利用超聲波來(lái)測(cè)定物體的距離和方位
D.狹義相對(duì)性原理認(rèn)為:在不同的慣性參考系中,一切物理規(guī)律都是相同的
(2)如圖甲所示,A、B、C為等腰棱鏡,D為AB的中點(diǎn).a(chǎn)、b兩束不同頻率的單色光垂直AB邊射入棱鏡,兩束光在AB面上的入射點(diǎn)到D的距離相等,兩束光通過(guò)棱鏡折射后相交于圖中的P點(diǎn).則a光通過(guò)棱鏡的時(shí)間
大于
大于
b光通過(guò)棱鏡的時(shí)間(選填“大于”、“等于”或“小于”).a(chǎn)、b兩束光從同一介質(zhì)射入真空過(guò)程中,a光發(fā)生全反射臨界角
小于
小于
b光發(fā)生全反射臨界角(選填“大于”、“等于”或“小于”)
(3)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,t=0時(shí)刻的波形如圖乙所示,經(jīng)0.3s質(zhì)點(diǎn)a第一次達(dá)到波峰位置,則質(zhì)點(diǎn)b的起振方向?yàn)?!--BA-->
+y軸方向
+y軸方向
,質(zhì)點(diǎn)b的位移第一次為-5
2
cm的時(shí)刻為
0.65
0.65
s.

C.(選修模塊3-5)
(1)(4分)下列說(shuō)法正確的是
AD
AD

A.黑體輻射時(shí)電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān)
B.比結(jié)合能越小,表示原子核中核子結(jié)合得越牢靠,原子核越穩(wěn)定
C.宏觀物體的物質(zhì)波波長(zhǎng)非常小,極易觀察到它的波動(dòng)性
D.用質(zhì)子流工作的顯微鏡比用相同速度的電子流工作的顯微鏡分辨率高
(2)如圖丙所示為氫原子的能級(jí)圖.讓一束單色光照射到大量處于基態(tài)(量子數(shù)n=1)的氫原子上,被激發(fā)的氫原子能自發(fā)地發(fā)出3種不同頻率的色光,則照射氫原子的單色光的光子能量為
12.09
12.09
eV.用這種光照射逸出功為4.54eV的金屬表面時(shí),逸出的光電子的最大初動(dòng)能是
7.55
7.55
eV.
(3)靜止的
 
6
3
Li
核俘獲一個(gè)速度v1=7.7×104m/s的中子而發(fā)生核反應(yīng),生成兩個(gè)新核.其中
 
4
2
He
的速度大小為v2=2.0×104m/s,其方向與反應(yīng)前中子速度方向相同.
①寫出上述核反應(yīng)方程
 
6
3
Li+
 
1
0
n→
 
4
2
He+
 
3
1
H
 
6
3
Li+
 
1
0
n→
 
4
2
He+
 
3
1
H
;
②求另-新核的速度大小和方向.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

質(zhì)量為3㎏的長(zhǎng)木板A置于光滑的水平地面上,質(zhì)量為2㎏木塊B(可視為質(zhì)點(diǎn))置于木板A的左端,在水平向右的力F作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng),如圖甲所示.A、B運(yùn)動(dòng)的加速度隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示.(g取10m/s2)求
(1)木板與木塊之間的動(dòng)摩擦因數(shù).(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力).
(2)4s末A、B的速度.
(3)若6s末木板和木塊剛好分離,則木板的長(zhǎng)度為多少?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2005?浦東新區(qū)二模)如圖甲所示,A和B是長(zhǎng)為L(zhǎng)、間距為d的平行金屬板,靶MN垂直固定在它們的右端.在A、B板上加上方形波電壓,如圖乙所示.電壓的正向值為U0,反向值為
UO
2
,周期為T.現(xiàn)有質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子連續(xù)從AB的中點(diǎn)O以平行于金屬板的方向射入.設(shè)所有粒子都能穿過(guò)電場(chǎng)打到靶上,而且每個(gè)粒子在AB間的飛行時(shí)間均為T,不計(jì)粒子重力的影響.試問:

(1)粒子射入平行金屬板時(shí)的速度多大?
(2)t=
T
2
時(shí)刻入射的粒子打到靶上的位置距靶中心點(diǎn)O’多遠(yuǎn)?
(3)t=
T
2
時(shí)刻入射的粒子打到靶上時(shí)動(dòng)能多大?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2004?南京三模)如圖甲所示,A、B是一對(duì)平行放置的金屬板,中心各有一個(gè)小孔P、Q,PQ連線垂直金屬板,兩板間距為d.現(xiàn)從P點(diǎn)處連續(xù)不斷地有質(zhì)量為 m、帶電量為+q的帶電粒子(重力不計(jì)),沿PQ方向放出,粒子的初速度可忽略不計(jì).在t=0時(shí)刻開始在A、B間加上如圖乙所示交變電壓(A板電勢(shì)高于B板電勢(shì)時(shí),電壓為正),其電壓大小為U、周期為T.帶電粒子在A、B間運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,粒子間相互作用力可忽略不計(jì).

(1)如果只有在每個(gè)周期的0~
T4
時(shí)間內(nèi)放出的帶電粒子才能從小孔Q中射出,則上述物理量之間應(yīng)滿足怎樣的關(guān)系.
(2)如果各物理量滿足(1)中的關(guān)系,求每個(gè)周期內(nèi)從小孔Q中有粒子射出的時(shí)間與周期T的比值.

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