[选修3-5]如图,小球a、b用等长细线悬挂于同一固定点O.让球a静止下垂,将球b向右拉起,使细线水平.从静止释放球b,

[选修3-5]
如图,小球a、b用等长细线悬挂于同一固定点O.让球a静止下垂,将球b向右拉起,使细线水平.从静止释放球b,两球碰后粘在一起向左摆动,此后细线与竖直方向之间的最大偏角为60°.忽略空气阻力,求
(i)两球a、b的质量之比;
(ii)两球在碰撞过程中损失的机械能与球b在碰前的最大动能之比.
山水芝麻 1年前 已收到2个回答 举报

jjvv 幼苗

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解题思路:(1)b球下摆过程中,只有重力做功,由动能定理可以求出碰前b球的速度;碰撞过程中动量守恒,由动量守恒定律列方程,两球向左摆动过程中,机械能守恒,由机械能守恒定律或动能定理列方程,解方程组可以求出两球质量之比.
(2)求出碰撞过程中机械能的损失,求出碰前b求的动能,然后求出能量之比.

(1)b球下摆过程中,由动能定理得:
m2gL=[1/2]m2v02-0,
碰撞过程动量守恒,由动量守恒定律可得:
m2v0=(m1+m2)v,
两球向左摆动过程中,由机械能守恒定律得:
[1/2](m1+m2)v2=(m1+m2)gL(1-cosθ),
解得:
m1
m2=(
1

1-cosθ-1):1=(
2-1):1
(2)两球碰撞过程中损失是机械能:
Q=m2gL-(m1+m2)gL(1-cosθ),
碰前b球的最大动能Eb=[1/2]m1v02
[Q
Eb=【1-
m1+m2
m2(1-cosθ)】:1=(1-

2/2]):1
答:(i)两球a、b的质量之比为(
2-1):1
(ii)两球在碰撞过程中损失的机械能与球b在碰前的最大动能之比为(1-

2
2):1

点评:
本题考点: 动量守恒定律;机械能守恒定律.

考点点评: 小球小下摆或上摆过程中机械能守恒,碰撞过程中动量守恒,由动能定理(或机械能守恒定律)、动量守恒定律即可正确解题.

1年前

4

xavierchan 幼苗

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分析:
(1)设球a、b的质量分别为m1、m2,细线长为L,球b下落至最低点,但未与球a相碰时的速率为v。
∵机械能守恒,∴m2gL=m2v^2/2……①
在两球相碰后的瞬间,两球共同速度为v′,由动量守恒定律得:
m2v=(m1+m2 )v′……②
由于两球共同向左运动到最高处时,细线与竖直方向的夹角为60°,由机械能守恒得:
(m1+m2 )=(...

1年前

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