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1、简答题 如图16-4-13所示,质量均为m的A、B两个弹性小球,用长为2l的不可伸长的轻绳连接,现把A、B两球置于距地面高H处(H足够大),间距为l,当A球自由下落的同时,将B球以速度v0指向A球水平抛出.求:

图16-4-13
(1)两球从开始运动到相碰,A球下落的高度;
(2)A、B两球碰撞(碰撞时无机械能损失)后,各自速度的水平分量;
(3)轻绳拉直过程中,B球受到绳子拉力的冲量大小.
参考答案:(1) h=
.③
(2)
=v0,
=0.
(3) m
.
本题解析:(1)设A球下落的高度为h,
l=v0t,①
h=
gt2②
联立①②得h=
.③
(2)由水平方向动量守恒得
mv0=mvAx′+mvBx′④
由机械能守恒得
m(v02+
)+
m
=
m(vA′2+
)+
m(
+
) ⑤
式中
,
.
联立④⑤得
=v0,
=0.
(3)由水平方向动量守恒得mv0=2mvBx″,
l=mvBx″=m
.
本题难度:简单
2、选择题 不定项选择
光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动。两球质量关系为mB=2mA,规定向右为正方向,A、B两球的动量均为6kg.m/s,运动中两球发生碰撞,碰撞后A球的动量增量为-4kg.m/s,则( ? )
A.左方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为2:5?
B.左方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为1:10?
C.右方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为2:5?
D.右方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为1:10
参考答案:A
本题解析:
本题难度:一般
3、计算题 如图所示的三个小球的质量都为m,B、C两球用轻弹簧连接后放在光滑的水平面上,A球以速度v0沿B、C两球球心的连线向B球运动,碰后A、B两球粘在一起。问:
(1)A、B两球刚刚粘合在一起时的速度是多大?
(2)弹簧压缩至最短时三个小球的速度是多大?

参考答案:解:(1)在A、B碰撞的过程中弹簧的压缩量是极其微小的,产生弹力可完全忽略,即C球并没有参与作用,因此A、B两球组成的系统所受合外力为零,动量守恒。所以v0的方向为动量的正方向,则有:
mv0=2mv1,解得v1=v0/2
(2)粘合在一起的A、B两球向右运动,压缩弹簧,由于弹力的作用,C球被加速,速度由零开始增大,而A、B两球被减速,速度逐渐减小,当三球相对静止时弹簧最短,此时三球速度相等。在这一过程中,三球构成的系统动量守恒,有:
2mv1=3mv2,解得
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 如图所示,质量为M的盒子放在光滑的水平面上,盒子内表面不光滑,盒内放有一块质量为m的物体,某时刻给物体一个水平向右的初速度v0,那么在物体与盒子前后壁多次往复碰撞后

[? ]
A.两者的速度均为零
B.两者的速度总不会相等
C.盒子的最终速度为
,方向水平向右
D.盒子的最终速度为
,方向水平向右
参考答案:D
本题解析:
本题难度:一般
5、实验题 碰撞的恢复系数的定义为
,其中v10和v20分别是碰撞前两物体的速度,v1和v2分别是碰撞后两物体的速度。弹性碰撞的恢复系数e=1,非弹性碰撞的e<1。某同学借用验证动量守恒定律的实验装置(如图所示)验证弹性碰撞的恢复系数是否为1,实验中使用半径相等的钢质小球1和2,(它们之间的碰撞可近似视为弹性碰撞),且小球1的质量大于小球2的质量。
实验步骤如下:安装好实验装置,做好测量前的准备,并记下重垂线所指的位置O。
第一步:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上。重复多次,用尽可能小的圆把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置。
第二步:把小球2放在斜槽前端边缘处的C点,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞。重复多次,并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置。
第三步:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离O点的距离,即线段OM、OP、ON的长度。

上述实验中:
(1)P点是_____________的平均位置,M点是_____________的平均位置,N点是_____________的平均位置。
(2)请写出本实验的原理______________________________________________________________________;写出用测量量表示的恢复系数的表达式_________________________。
(3)三个落地点距O点的距离OM、OP、ON与实验所用的小球质量是否有关? ______________________________________________________________________
参考答案:(1)实验的第一步中小球1落点;小球1与小球2碰撞后小球1落点;小球2落点
(2)小球从槽口C飞出后作平抛运动的时间相同,设为t,则有OP=v10t,OM=v1t,ON=v2t
小球2碰撞前静止,v20=0;

(3)OP与小球的质量无关,OM和ON与小球的质量有关
本题解析:
本题难度:困难