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题目
题型:江苏高考真题难度:来源:
如图所示,三个质量均为m的弹性小球用两根长均为L的轻绳连成一条直线而静止在光滑水平面上。现给中间的小球B一个水平初速度v0,方向与绳垂直。小球相互碰撞时无机械能损失,轻绳不可伸长。求:
(1)当小球A、C第一次相碰时,小球B的速度;
(2)当三个小球再次处在同一直线上时,小球B的速度;
(3)运动过程中小球A的最大动能EKA和此时两根绳的夹角θ;
(4)当三个小球处在同一直线上时,绳中的拉力F的大小。
答案
解:(1)设小球A、C第一次相碰时,小球B的速度为vB,考虑到对称性及绳的不可伸长特性,小球A、C沿小球B初速度方向的速度也为vB,由动量守恒定律,得

由此解得
(2)当三个小球再次处在同一直线上时,则由动量守恒定律和机械能守恒定律,得


解得(三球再次处于同一直线)
(初始状态,舍去)
所以,三个小球再次处在同一直线上时,小球B的速度为(负号表明与初速度反向)
(3)当小球A的动能最大时,小球B的速度为零。设此时小球A、C的速度大小为u,两根绳间的夹角为θ(如图),则仍由动量守恒定律和机械能守恒定律,得
 


另外
由此可解得,小球A的最大动能为,此时两根绳间夹角为
(4)小球A、C均以半径L绕小球B做圆周运动,当三个小球处在同一直线上时,以小球B为参考系(小球B的加速度为0,为惯性参考系),小球A(C)相对于小球B的速度均为
所以,此时绳中拉力大小为
核心考点
试题【如图所示,三个质量均为m的弹性小球用两根长均为L的轻绳连成一条直线而静止在光滑水平面上。现给中间的小球B一个水平初速度v0,方向与绳垂直。小球相互碰撞时无机械能】;主要考察你对动量守恒定律等知识点的理解。[详细]
举一反三
下图是导轨式电磁炮实验装置示意图。两根平行长直金属导轨沿水平方向固定,其间安放金属滑块(即实验用弹丸)。滑块可沿导轨无摩擦滑行,且始终与导轨保持良好接触。电源提供的强大电流从一根导轨流入,经过滑块,再从另一导轨流回电源。滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射。在发射过程中,该磁场在滑块所在位置始终可以简化为匀强磁场,方向垂直于纸面,其强度与电流的关系为B=kI,比例常量k=2.5×10-6 T/A。已知两导轨内侧间距l=1.5cm,滑块的质量m=30g,滑块沿导轨滑行5m后获得的发射速度v=3.0km/s(此过程视为匀加速运动)。
(1)求发射过程中电源提供的电流强度;
(2)若电源输出的能量有4%转换为滑块的动能,则发射过程中电源的输出功率和输出电压各是多大?
(3)若此滑块射出后随即以速度v沿水平方向击中放在水平面上的砂箱,它嵌入砂箱的深度为s"。设砂箱质量为M,滑块质量为m,不计砂箱与水平面之间的摩擦。求滑块对砂箱平均冲击力的表达式。
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K-介子衰变的方程为,其中K-介子和π-介子带负的基元电荷,π0介子不带电。一个K-介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中,其轨迹为圆弧AP,衰变后产生的π-介子的轨迹为圆弧PB,两轨迹在P点相切,它们的半径RK-与Rπ-之比为2∶1。π0介子的轨迹未画出。由此可知π-介子的动量大小与π0介子的动量大小之比为

[     ]

A.1∶1
B.1∶2
C.1∶3
D.1∶6
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如图所示,一块质量为2 kg的物体A以v0=3.0 m/s的速度沿水平方向滑上静止在光滑水平面上的质量为2kg的平板车B,平板车B上表面水平,A、B之间的动摩擦因数为0.05,取g=10 m/s2
(1)若平板车足够长,求B的最大速度;
(2)若要A不滑离B,平板车至少要多长?
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质量为4m的木块固定在水平面上,被质量为m、初动能为E0的子弹水平击中,子弹穿出木块后的动能为E0。现有相同的木块静止在光滑水平面上,让相同的子弹以同样的初动能水平射击该木块,求:子弹击中木块后,木块最终获得的动能E。(设子弹在木块中所受阻力为定值)
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如图所示,一质量为M的平板车B放在光滑水平面上,在其右端放一质量为m的小木块A,m<M,A、B间动摩擦因数为μ,现给A和B以大小相等、方向相反的初速度v0,使A开始向左运动,B开始向右运动,最后A不会滑离B,求:
(1)A、B最后的速度大小和方向;
(2)从地面上看,小木块向左运动到离出发点最远处时,平板车向右运动的位移大小。
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