练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

    某兴趣小组设计了一种实验装置，用来研究碰撞问题，其模型如题25图所示不用完全相同的轻绳将N个大小相同、质量不等的小球并列悬挂于一水平杆、球间有微小间隔，从左到右，球的编号依次为1、2、3……N，球的质量依次递减，每球质量与其相邻左球质量之比为k（k＜1.将1号球向左拉起，然后由静止释放，使其与2号球碰撞，2号球再与3号球碰撞……所有碰撞皆为无机械能损失的正碰.（不计空气阻力，忽略绳的伸长，g取10 m/s2）

    （1）设与n+1号球碰撞前，n号球的速度为vn,求n+1号球碰撞后的速度.

    （2）若N＝5,在1号球向左拉高h的情况下，要使5号球碰撞后升高16k（16 h小于绳长）问k值为多少？

    （3）在第（2）问的条件下，悬挂哪个球的绳最容易断，为什么？

    （1）vn-1=

    （2）k=

    （3）悬挂1号球的绳最容易断.


    解析:

    （1）设n号球质量为m,n+1，碰撞后的速度分别为取水平向右为正方向，据题意有n号球与n+1号球碰撞前的速度分别为vn、0、mn+1

    根据动量守恒，有                  （1）

    根据机械能守恒，有=          （2）  

    由（1）、（2）得

    设n+1号球与n+2号球碰前的速度为En+1

    据题意有vn-1=

    得vn-1==                                       （3）

    （2）设1号球摆至最低点时的速度为v1,由机械能守恒定律有

                                             （4）

    v1=                                              （5）

    同理可求，5号球碰后瞬间的速度

                                            （6）

    由（3）式得                        （7）

    N=n=5时，v5=                         （8）

    由（5）、（6）、（8）三式得

    k=                          （9）

    （3）设绳长为l,每个球在最低点时，细绳对球的拉力为F,由牛顿第二定律有

                                                （10）

    则            （11）

    （11）式中Ekn为n号球在最低点的动能

    由题意1号球的重力最大，又由机械能守恒可知1号球在最低点碰前的动能也最大，根据（11）式可判断在1号球碰前瞬间悬挂1号球细绳的张力最大，故悬挂1号球的绳最容易断.

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2009?孝感模拟）某兴趣小组设计了一种测量子弹射出枪口时速度大小的方法．在离地面高度为h的光滑水平桌面上放置一木块，将枪口靠近木块水平射击，子弹嵌入木块后与木块一起水平飞出，落地点与桌边缘的水平距离是s1；然后将木块重新放回原位置，再打一枪，子弹与木块的落地点与桌边的水平距离是s2，求子弹射出枪口时速度的大小．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网某兴趣小组设计了一种实验装置，用来研究碰撞问题，其模型如图所示不用完全相同的轻绳将N个大小相同、质量不等的小球并列悬挂于一水平杆、球间有微小间隔，从左到右，球的编号依次为1、2、3…N，球的质量依次递减，每球质量与其相邻左球质量之比为k（k＜1）．将1号球向左拉起，然后由静止释放，使其与2号球碰撞，2号球再与3号球碰撞…所有碰撞皆为无机械能损失的正碰．（不计空气阻力，忽略绳的伸长，g取10m/s2）
    （1）设与n+1号球碰撞前，n号球的速度为vn，求n+1号球碰撞后的速度．
    （2）若N=5，在1号球向左拉高h的情况下，要使5号球碰撞后升高16k（16h小于绳长）问k值为多少？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2012?江苏）某兴趣小组设计了一种发电装置，如图所示．在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为
    49
    π，磁场均沿半径方向．匝数为N的矩形线圈abcd的边长ab=cd=l、bc=ad=2l．线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动，bc和ad边同时进入磁场．在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直．线圈的总电阻为r，外接电阻为R．求：
    （1）线圈切割磁感线时，感应电动势的大小Em；
    （2）线圈切割磁感线时，bc边所受安培力的大小F；
    （3）外接电阻上电流的有效值I．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：2013-2014学年高中物理创新设计规范练习电容、电感及交变电流（带解析） 题型：计算题

    某兴趣小组设计了一种发电装置，如图所示．在磁极与圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为π，磁场均沿半径方向，匝数为N的矩形线圈．abcd的边长ab＝cd＝l、bc＝ad＝2l.线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动、bc和ad边同时进入磁场，在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两条边的运动方向垂直，线圈的总电阻为r，外接电阻为R.求：

    (1)线圈切割磁感线时，感应电动势的大小Em；
    (2)线圈切割磁感线时，bc边所受安培力的大小F；
    (3)外接电阻上电流的有效值I.

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：2011-2012柳铁一中高三第四次月考物理试卷 题型：计算题

    某兴趣小组设计了一种实验装置，用来研究碰撞问题，其模型如右图所示。用完全相同的轻绳将N个大小相同、质量不等的小球并列悬挂于一水平杆，球间有微小间隔，从左到右，球的编号依次为1、2、3…….N，球的质量依次递减，每个球的质量与其相邻左球质量之比为k(k＜1)。将1号球向左拉起，然后由静止释放，使其与2号球碰撞，2号球再与3号球碰撞……所有碰撞皆为无机械能损失的正碰。并假设所有的球作为主动球完成一次碰撞后均由于某种原因与绳脱离并作自由落体运动。(不计空气阻力，忽略绳的伸长，g取10 m/s2)?

    （1）设与n+1号球碰撞前，n号球的速度为vn，求n+1号球被碰撞后瞬间的速度。?

    （2）若N=5，在1号球向左拉高h的情况下，要使5号球碰撞后升高16h（16h小于绳长），问k值为多少？

     

     

     

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案