如图a.轨道固定在竖直平面内.水平段的DE光滑.EF粗糙.EF段有一竖直挡板.ABCD光滑并与水平段平滑连接.ABC是以O为圆心的圆弧.B为圆弧最高点．物块P2静止于E处.物块P1从D点开始水平向右运动并与P2发生碰撞.且碰撞时间极短．已知:P1的质量m1=0.5kg.碰撞前后的位移图象如图b,P2的质量m2=1.8kg.与EF轨道之间的动摩擦因数μ=.与挡� 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

如图a，轨道固定在竖直平面内，水平段的DE光滑、EF粗糙，EF段有一竖直挡板，ABCD光滑并与水平段平滑连接，ABC是以O为圆心的圆弧，B为圆弧最高点．物块P₂静止于E处，物块P₁从D点开始水平向右运动并与P₂发生碰撞，且碰撞时间极短．

已知：P₁的质量m₁=0.5kg，碰撞前后的位移图象如图b；P₂的质量m₂=1.8kg，与EF轨道之间的动摩擦因数μ=，与挡板碰撞时无机械能损失；圆弧半径为R=m； P₁、P₂可视为质点且运动紧贴轨道；取g=10m/s²．

（1）求P₂被碰后获得的速度大小

（2）P₁经过B时受到的支持力大小

（3）用L表示挡板与E的水平距离．若P₂最终停在了EF段距离E为X的某处，试通过分析与计算，在图c中作出X﹣L图线．

考点：动量守恒定律；机械能守恒定律．

专题：动量定理应用专题．

分析：（1）由题图可求得对应的初速度，再由动量守恒定律可求得速度；

（2）由机械能守恒可求得P₁到达B点时的速度，再由向心力公式可求得支持力；

（3）由题意明确相碰的条件，再通过分情况计论得出对应的图象．

解答：解：（1）根据s﹣t图象可知：P₁的初速度为 v₀==15m/s；①

碰后速度为 v₁=﹣3m/s②

设P₂被碰后获得的速度为v₂，有动量守恒：m₁v₀=m₁v₁+m₂v₂③

①②式并代入数据，得：v₂=5m/s④

（2）设P₁到B时的速度为v_B，机械能守恒，有：⑤

设P₁通过B时轨道对它的支持力大小为F，有：⑥

由③④⑤式并代入数据，得：F=4.2N⑦

（3）P₂与挡板碰后能停在EF段的条件是，P₂不会从弯曲轨道飞出，设此时挡板距E的距离为L₁，即：⑧

设挡板距E的距离为L₁时，P₂与挡板能碰N次，此时满足：⑨

⑧、⑨解得：L₁＞0.5m； N＜2

由此可知，P₂最终停在EF段的条件是：L≥0.5m；而且P₂与挡板最多只碰一次⑩

（或者：由于，所以最多与挡板只碰一次）

分情况讨论如下：

（i）若P₂与挡板没发生碰撞就已停下来，即：L≥X

功能关系，有：（11）

代入数据得：X=1.5m，

即：当L≥1.5m时，X=1.5m（12）

（ii）若P₂与挡板碰一次，且返回时未能到达E点，即：L＜2L﹣X≤2L

功能关系，有：（13）

代入数据得：X=2L﹣1.5，

即当0.75m≤L＜1.5m时，X=2L﹣1.5（14）

（ii）若P₂与挡板碰一次，返回时过E点，经曲面后又再次进入EF段，即：2L≤2L+X≤3L功能关系，有：（15）

代入数据得：X=1.5﹣2L

即0.5m≤L≤0.75m时，X=1.5﹣2L（16）

S﹣L图线如图

答：（1）P₂被碰后获得的速度大小为5m/s；

（2）P₁经过B时受到的支持力大小为4.2N；

（3）X﹣L图线如图所示．

点评：本题考查动量守恒、机械能守恒等物理规律的应用，在解题中要注意认真分析物理过程，明确可能出现的情况，要学会对物体进行全面分析讨论．

练习册系列答案

名校秘题小学毕业升学系统总复习系列答案

名师面对面小考满分策略系列答案

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： 题型：

在用下图所示的装置做“探究动能定理”的实验时，下列说法正确的是____________(填字母代号)．

A．为了平衡摩擦力，实验中可以将长木板的左端适当垫高，使小车拉着穿过打点计时器的纸带自由下滑时能保持匀速运动

B．每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸的长度要一样

C．可以通过改变小车的质量来改变拉力做功的数值

D．可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值

E．实验中要先释放小车再接通打点计时器的电源

F．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度

G．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

如图所示，CD左侧存在场强大小为E=，方向水平向左的匀强电场，一个质量为m、电荷量为q的光滑绝缘小球，从底边BC长L，倾角α=53°的直角三角形斜面顶端A点由静止开始下滑，运动到斜面底端C点后进入一细管内（C处为一小段长度可忽略的圆弧，圆管内径略大于小球直径），恰能到达D点，随后从D离开后落回到斜面P点，重力加速度为g（sin53°=0.8，cos53°=0.6）．

（1）求DA两点间的电势U_DA；

（2）求圆管半径r；

（3）求小球从D点运动到P点的时间t．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

重力大小为G的小物块，静止在球形碗内的图示位置．物块受到的支持力大小为N，摩擦力大小为f，则（）

A． G=N+f B． G=N C． G＜f D． G＞f

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

如图，拉动齿条可使玩具陀螺转动起来，设每次拉出齿条的长度都相同，则（）

A．拉力F越大，陀螺获得的动能越大

B．拉出齿条的过程，系统机械能守恒

C．拉力F做功全部转化为陀螺的动能

D．拉力F越大，拉大F的功率就越大

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

在下列核反应方程中，X代表质子的方程的是（）

A． Al+He→P+X

B． N+He→O+X

C． H+r→n+X

D． H+X→He+n

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

如图所示，间距为2l的两条水平虚线之间有水平方向的匀强磁场，磁感应强度为B．一质量为m、电阻为R的单匝正方形闭合导体线框abcd，从磁场上方某一高度处自由下落，cd边恰好垂直于磁场方向匀速进入磁场．已知线框边长为l，线框平面保持在竖直平面内且cd边始终与水平的磁场边界平行，重力加速度为g，不考虑空气阻力．求：

（1）线框开始下落时，cd边到磁场上边界的高度；

（2）若线框ab边刚离开磁场区域时的速度与cd边刚进入磁场区域时的速度相等，则从cd边刚离开磁场区域到ab边离开磁场区域的过程中，线框中所产生的焦耳热．