【題目】碰撞過程中的動(dòng)量和能量傳遞規(guī)律在物理學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用。如圖所示，將一個(gè)大質(zhì)量的彈性球A（質(zhì)量為m1）和一個(gè)小質(zhì)量的彈性球B（質(zhì)量為m2）疊放在一起，從初始高度h0由靜止豎直下落，不計(jì)空氣阻力，且h0遠(yuǎn)大于球的半徑。設(shè)A球與地面作用前的速度大小為v0（v0為未知量），A球和地面相碰后，以原速反彈；反彈后它和以v0向下運(yùn)動(dòng)的B球碰撞，如圖（甲）所示。碰后如圖（乙）所示。取豎直向上為正方向。

（1）a．求v0；

b．有同學(xué)認(rèn)為，兩物體（選為一個(gè)系統(tǒng)）在豎直方向碰撞，由于重力的影響，系統(tǒng)動(dòng)量不再守恒。現(xiàn)通過實(shí)驗(yàn)及計(jì)算說明這一問題。

某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，測(cè)得m1=60.0g，m2=3.0g，h0=1.80m，A和B碰撞時(shí)間Δt=0.01s，重力加速度g取10m/s2。

①求A和B相互作用前瞬間系統(tǒng)的總動(dòng)量大小P1；

②求A和B相互作用過程中，系統(tǒng)總動(dòng)量的變化量大小ΔP；

③計(jì)算×100%的值。據(jù)此實(shí)驗(yàn)及結(jié)果，你認(rèn)為物體在豎直方向碰撞過程中，是否可以應(yīng)用動(dòng)量守恒定律？并簡(jiǎn)要說明理由。

（2）若不計(jì)系統(tǒng)重力的影響，且m2<<m1，求碰撞后，m2球上升的最大高度h2。

【答案】（1）a. b.①0.342kgm/s② ③1.84%（2）1.8m

【解析】

（1）a．由機(jī)械能守恒定律可知：mgh0=v02，

解得

b.兩物體落地前的速度

①A和B相互作用前瞬間系統(tǒng)的總動(dòng)量大小；

②根據(jù)動(dòng)量定理，A和B相互作用過程中，系統(tǒng)總動(dòng)量的變化量等于重力的沖量：

③；

據(jù)此實(shí)驗(yàn)及結(jié)果，則物體在豎直方向碰撞過程中，可以應(yīng)用動(dòng)量守恒定律；因?yàn)橹亓Φ臎_量遠(yuǎn)小于系統(tǒng)總動(dòng)量。

（2）若不計(jì)系統(tǒng)重力的影響，且m2<<m1，由動(dòng)量守恒：

由能量關(guān)系：

聯(lián)立解得： ；

因m2<<m1，則v1=v0 ，

則m2球上升的最大高度h2=h0=1.8m。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖,靜止的金屬棒ab、cd與足夠長(zhǎng)的水平光滑金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好,勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向下.ab棒在恒力F作用下向右運(yùn)動(dòng),則()

A. 安培力對(duì)ab棒做正功 B. abdca回路的磁通量先增加后減少

C. 安培力對(duì)cd棒做正功 D. F做的功等于回路產(chǎn)生的總熱量和系統(tǒng)動(dòng)能增量之和

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示,半徑R=0.5m的絕緣圓形容器左側(cè)有一平行板電容器,電容器內(nèi)有電場(chǎng),無磁場(chǎng)，兩極板與水平直徑平行,下極板剛好在水平半徑OA上,下極板有一小孔C。一帶正電的粒了從靠近上板處靜止釋放,經(jīng)電場(chǎng)加速后從下小孔C處以豎直向下的速度出射,當(dāng)粒子離開電場(chǎng)后就立即撤掉平行板電容器,同時(shí)加上垂直平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B=10-2T。已知粒子的比荷為4108C/kg，C點(diǎn)與圓形容器最左端A距離為d,不計(jì)子的重力。求：

(1)當(dāng)加速電壓為U1=200V時(shí),帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑；

(2)如果d=0.2m,為防止粒子打到絕緣容器上,加速電壓U應(yīng)滿足什么條件；

(3)將磁場(chǎng)反向,調(diào)節(jié)加速電壓,使粒子能垂直打到絕緣容器壁上,粒子與器壁碰撞后原速反彈且電量不變最后粒子好回到C點(diǎn),則當(dāng)d為多大時(shí),粒子回到C點(diǎn)用時(shí)最短,最短時(shí)間為多少。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一水平絕緣傳送帶以速度ν沿順時(shí)針方向傳動(dòng)。現(xiàn)將一帶正電的小物塊輕放在傳送帶的左側(cè)。設(shè)小物塊在運(yùn)動(dòng)過程中電量保持不變，則小物塊運(yùn)動(dòng)情況可能正確的是

A. 小物塊先做勻加速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速直線運(yùn)動(dòng)

B. 小物塊做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng)，最后脫離傳送帶向上做曲線運(yùn)動(dòng)

C. 小物塊做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速直線運(yùn)動(dòng)

D. 小物塊做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，最后脫離傳送帶向上做曲線運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖1所示，為“驗(yàn)證碰撞中動(dòng)量守恒”的實(shí)驗(yàn)裝置，小球1和小球2的半徑相同，質(zhì)量分別為m1和m2，且m1＞m2．實(shí)驗(yàn)時(shí)先讓小球1從斜槽上某一固定位置S由靜止開始滾下，進(jìn)入水平軌道后，從軌道未端拋出，落到位于水平地面的復(fù)寫紙上，在下面的白紙上留下痕跡，重復(fù)上連操作10次，得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡，再把小球2放在水平軌道末端，讓小球1仍從位置S由靜止?jié)L下，小球1和小球2碰撞后，分別在白紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡重復(fù)操作10次。M、P，N為三個(gè)落點(diǎn)的平均位置，O點(diǎn)是水平軌道來端在記錄紙上的豎直投影點(diǎn)，如圖2所示。

（1）關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是_____

A．斜槽軌道必須光滑

B．如果小球每次從同一位置由靜止釋放，每次的落點(diǎn)一定是重合的

C．重復(fù)操作時(shí)發(fā)現(xiàn)小球的落點(diǎn)并不重合，說明實(shí)驗(yàn)操作中出現(xiàn)了錯(cuò)誤

D．用半徑盡量小的圓把10個(gè)落點(diǎn)圈起來，這個(gè)圓的圓心可視為小球落點(diǎn)的平均位置

（2）本實(shí)驗(yàn)除了要測(cè)量OP、OM，ON的值以外，還必須要測(cè)量的物理量有_____

A．小球1的質(zhì)量m1和小球2的質(zhì)量m2

B．小球1開始釋放的高度h

C．拋出點(diǎn)距地面的高度H

D．小球平拋運(yùn)動(dòng)的飛行時(shí)間

（3）若所測(cè)物理量滿足表達(dá)式_____（用上問中所測(cè)的物理量表示）時(shí)，則說明兩球的碰撞遵守動(dòng)量守恒定律。

（4）若改變小球1和小球2的材質(zhì)（兩球半徑仍相同），兩球碰撞時(shí)不僅得到（3）的結(jié)論即碰撞遵守動(dòng)量守恒定律而且滿足機(jī)械能守恒定律，則根據(jù)上述信息可以推斷_____。

A．不可能超過2

B．可能超過3

C．MN與OP大小關(guān)系不確定

D．MN與OP大小關(guān)系確定，且MN＝OP

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某真空中存在一勻強(qiáng)電場(chǎng)，一帶電油滴在該電場(chǎng)中從A點(diǎn)由靜止開始豎直向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t1運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)撤去電場(chǎng)，再經(jīng)時(shí)間t2油滴的速度恰好為零，又過一段時(shí)間后此空間中加入另一勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向與原來相同但大小是原來的2倍，已知油滴的質(zhì)量為m、電荷量為q，重力加速度大小為g．

（1）求再次加入電場(chǎng)前，此勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和油滴達(dá)到的最大高度；

（2）為了使油滴能回到A點(diǎn)且速度恰好為零，求從油滴減速為零到再次加入電場(chǎng)的時(shí)間．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在高度均為L的條形區(qū)域Ⅰ、Ⅱ中分別存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，區(qū)域Ⅰ內(nèi)的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，區(qū)域Ⅱ內(nèi)的電場(chǎng)方向豎直向上、電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E．M、N是涂有熒光物質(zhì)的水平板，其中M板位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的上邊界，N板位背勻強(qiáng)電場(chǎng)的下邊界．觀有一束電子從O點(diǎn)（在磁場(chǎng)內(nèi)部，且緊貼M板）連續(xù)不斷地水平向右射入磁場(chǎng)，電子束由兩部分組成，一部分為速度大小為v的低速電子，另一部分為速度大小為2v的高速電子，當(dāng)Ⅰ區(qū)中磁場(chǎng)較強(qiáng)時(shí)，M板出現(xiàn)兩個(gè)亮斑，緩慢改變磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，直至M板上的亮斑恰好消失為止，此時(shí)可觀察到N板有兩個(gè)亮斑．已知電子質(zhì)量為m、電荷量為e，電子間的相互作用不計(jì)，磁場(chǎng)下邊界上沒有磁場(chǎng)，但有電場(chǎng)，不計(jì)電子重力．求：

（1）N板出現(xiàn)兩個(gè)亮斑時(shí)Ⅰ區(qū)內(nèi)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度大小B；

（2）到達(dá)N板左方亮斑的電子在磁場(chǎng)和電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t；

（3）N板兩個(gè)亮斑之間的距離x．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，斜面傾角為θ。一輕彈簧的自然長(zhǎng)度與斜面長(zhǎng)相同，都為L，彈簧一端固定在斜面的底端，將個(gè)質(zhì)量為m的小球放在斜面頂端與彈簧另一端接觸但不相連，用力推小球使其擠壓彈簧并緩慢移到斜面的中點(diǎn)，松手后，小球最后落地的速度大小為v，不計(jì)空氣阻力和一切摩擦，試求該過程中，人對(duì)小球做的功W及小球被拋出后離地面最大高度H分別為

A. ；

B. ；

C. ；

D. ；

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為一個(gè)帶有閥門K、容積為2dm3的容器(容積不可改變)。先打開閥門讓其與大氣連通,再用打氣筒向里面打氣,打氣筒活塞每次可以打進(jìn)1×105Pa、200cm3的空氣,忽略打氣和用氣時(shí)氣體的溫度變化(設(shè)外界大氣的壓強(qiáng)po=1×105Pa)

(i)若要使氣體壓強(qiáng)增大到5.0×105Pa,應(yīng)打多少次氣?

(ii)若上述容器中裝的是5.0×105Pa的氧氣,現(xiàn)用它給容積為0.7dm3的真空瓶充氣,使瓶中的氣壓最終達(dá)到符合標(biāo)準(zhǔn)的2.0×105Pa,則可充多少瓶?

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