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如图所示,一内壁光滑的圆环形窄槽固定在水平桌面上,槽内彼此间距相等的 A、B、C...

如图所示,一内壁光滑的圆环形窄槽固定在水平桌面上,槽内彼此间距相等的 A、B、C三位置处,分别有静止的大小相同的弹性小球m1、m2、m3,小球与槽壁刚好接触.现让m1以初速度v0沿槽顺时针运动.已知三球的质量分别为m1=m、m2=m3=2m,小球球心到圆环中心的距离为R.设各球之间的碰撞时间极短,碰撞中没有能量损失.求:

(1)m1和m2相碰后各自的速度大小;

(2)m3和m1第一次碰撞的位置;

(3)m1和m2第一次相碰后;再经过多长时间,m1和 m2第二次相碰?

 

(1)碰后m1的速度为反向的v0,m2的速度为v0; (2)m1和m3第一次相碰点在A点; (3)m1和m2第一次相碰后再经过时间,m1和 m2第二次相碰 【解析】 试题分析:(1)由题知碰撞过程动量守恒,动能守恒m1与m2碰撞过程满足 mv0=mv1+2mv2 mv02=mv12+2mv22 得v1=﹣(负号表示逆时针返回),v2= (2)因为m2=m3=2m,与第(1)问同理可得,m2运动到C处与m3碰后,两者交换速度, 即v2′=0,v3==v2 所以m3以的速度顺时针由C向A运动,与m1逆时针返回. 因为v2=v3=2v1,lBC+lCA=2lAB 所以m3和m1同时到达A点并进行碰撞. (3)m3与m1碰撞过程满足 2m﹣m=mv1′+2mv3′ 2m()2+m()2=mv1′2+2mv3′, 解之得v1′=v0 v3′=0 (另一组解v1′=﹣v0,v3′=,这表示互相穿过去,不可能,所以舍去)即碰后m3停止,m1以v0再次顺时针运动. m1和m2第一次相碰后,返回A点的时间 m1与m3在A处碰后,m1以v0返回到C的时间t2=2× 从m1和m2第一次相碰,到m1和m2第二次相碰经历的总时间t=t1+t2=  
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用轻弹簧相连的质量均为2kg的A、B两物块都以6m/s的速度在光滑水平地面上运动,弹簧处于原长.质量为4kg的物体C静止在前方,如图所示,B与C碰撞后二者粘在一起运动.求在以后的运动中,

(1)弹簧弹性势能的最大值

(2)请通过计算说明A会不会有向左运动的时候.

 

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质量为M的小车静止在光滑的水平面上,小车AB段是半径为R的四分之一圆弧光滑轨道,BC段是长为L的水平粗糙轨道,两段轨道相切于B点,重力加速度为g.不固定小车,滑块从A点由静止下滑,然后滑入BC轨道,最后从C点滑出小车,滑块质量 m=,滑块与轨道BC间的动摩擦因数为μ,求:滑块从AC运动过程中,小车位移S的大小.

 

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高空作业须系安全带.如果质量为m的高空作业人员不慎跌落,从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动).此后经历时间t安全带达到最大伸长,若在此过程中该作用力始终竖直向上,求:

(1)整个过程中重力的冲量;

(2)该段时间安全带对人的平均作用力大小.

 

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右图是用来验证动量守恒的实验装置,弹性球1用细线悬挂于O点,O点下方桌子的边沿有一竖直立柱.实验时,将球1拉到A点,并使之静止,同时把球2放在立柱上.释放球1,当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞.碰后球1向左最远可摆到B点,球2落到水平地面上的C点.测出有关数据即可验证1、2两球碰撞时动量守恒.现已测出A点离水平桌面的距离为a.B点离水平桌面的距离为b,C点与桌子边沿间的水平距离为c.此外,还需要测量的量是_____________.根据测量的数据,该实验中动量守恒的表达式为__________________________

 

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某种气体分子束由质量m速度v的分子组成,各分子都向同一方向运动,垂直地打在某平面上后又以原速率反向弹回,如分子束中每立方米的体积内有n个分子,则被分子束撞击的平面所受到的压强P=     

 

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