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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

（20分）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v_n,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）v_n_-1=

（2）k=

（3）悬挂1号球的绳最容易断.

（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v_n、0、m_n₊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E_n₊₁
据题意有v_n_-1=

得v_n_-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E_kn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

课课练与单元测试系列答案

世纪金榜小博士单元期末一卷通系列答案

单元测试AB卷台海出版社系列答案

黄冈新思维培优考王单元加期末卷系列答案

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！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>

相关习题

科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

（1）下列说法正确的是

A．卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型

B．宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动性

C．β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的

D．爱因斯坦在对光电效应的研究中，提出了光子说

E．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应
F．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动加速度增大

（2）一静止的质量为M的铀核（）发生α衰变转变成钍核（Th），放出的α粒子速度为v₀、质量为m．假设铀核发生衰变时，释放的能量全部转化为α粒子和钍核的动能．
①写出衰变方程；
②求出衰变过程中释放的核能。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

[物理――选修3-5]（27分）
（1） (5分)放射性元素的原子核

连续经过三次α衰变和两次β衰变．若最后变成另一种元素的原子核Y，则新核Y的正确写法是

A．

B．

C．

D．

（2） (6分) 现有一群处于n=4能级上的氢原子，已知氢原子的基态能量E₁=－13.6 eV，氢原子处于基态时电子绕核运动的轨道半径为r，静电力常量为k，普朗克常量h=6.63×10^－³⁴J·s.则电子在n=4的轨道上运动的动能是 J；这群氢原子发出的光子的最大频率是 Hz。
（3）(16分)如图所示，光滑水平面上有一辆质量为M＝1 kg的小车，小车的上表面有一个质量为m＝0.9 kg的滑块，在滑块与小车的挡板间用轻弹簧相连接，滑块与小车上表面间的动摩擦因数为μ＝0.2，整个系统一起以v₁＝10 m/s的速度向右做匀速直线运动．此时弹簧长度恰好为原长．现在用质量为m₀＝0.1 kg的子弹，以v₀＝50 m/s的速度向左射入滑块且不穿出，所用时间极短．已知当弹簧压缩到最短时的弹性势能为E_p＝8.6 J．（g取10m/s²）求：
（ⅰ）子弹射入滑块的瞬间滑块的速度；
（ⅱ）从子弹射入到弹簧压缩最短，滑块在车上滑行的距离．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

（11分）如图7所示，质量为1.0Kg的物体m₁，以5m/s的速度在水平桌面上AB部分的左侧向右运动，桌面AB部分与m₁间的动摩擦因数μ=0.2，AB间的距离s=2.25m，桌面其他部分光滑。m₁滑到桌边处与质量为2.5Kg的静止物体m₂发生正碰，碰撞后m₂在竖直方向上落下0.6m时速度大小为4m/s，若g取10m/s²，问：
（1）碰撞前m₁的速度为多大？
（2）碰撞后m₂、m₁速度分别为多大？
（3）碰后m₁最终是否会停止运动？如果会,最后停在什么位置? 如果不会,最终做什么运动？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

如图所示，带异种电荷的金属小球M和N静止在相距较远的A、B两点。两球质量和体积相同，所带电荷量分别为-2q、+q。释放后两球沿球心的连线在光滑绝缘水平面上相向运动并发生弹性碰撞后远离，则以下说法正确的是：（　　）

A．小球M从A开始运动到相碰所用时间t₁小于相碰后返回A点所用时间t₂
B．M和N两金属小球组成的系统动量始终为零
C．两球组成的系统的电势能先减小后增大
D．M和N两金属小球的总机械能一直增大

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

（12分）如图所示，O为一水平轴。细绳上端固定于O轴，下端系一质量m=1.0kg的小球，原来处于静止状态，摆球与平台的B点接触，但对平台无压力，摆长为l=0.60m。平台高BD=0.80m。一个质量为M=2.0kg的小球沿平台自左向右运动到B处与摆球发生正碰，碰后摆球在绳的约束下做圆周运动，经最高点A时，绳上的拉力T恰好等于摆球的重力，而M落在水平地面的C点，DC=1.2m。求：质量为M的小球与摆球碰撞前的速度大小。