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.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16h,问k值为多少? 问的条件下,悬挂哪个球的绳最容易断,为什么? 答案 (1) 悬挂1号球的绳最容易断,原因见解 解析 (1)设n号球质量为mn,n+1号球质量为mn+1,碰撞后的速度分别为v n′.vn+1′,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,且mn+1=kmn 根据动量守恒定律,有mnvn=mnvn′n+kmnv n+1′ ① 根据机械能守恒定律,有 mnvn2=mnv n′2+kmnv n+1′2 ② 由①②得v n+1′=(v n+1′=0舍去) 设n+1号球与n+2号球碰前的速度为vn+1? 据题意有vn+1=v n+1′ 得vn+1=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 m1gh=m1v12 ④ 解得v1= ⑤ 同理可求5号球碰后瞬间的速度 v5= ⑥ 由③式得vn+1=nv1 ⑦ N=n+1=5时,v5=()4v1 ⑧ 由⑤⑥⑧三式得 k=-1≈0.414(k=--1舍去) 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 F-mng=mn ⑩ 则F=mng+mn=mng+2=mng+Ekn ?式中Ekn为n号球在最低点的动能 由题意可知1号球的重力最大,又由机械能守恒定律可知1号球在最低点碰前的动能也最大,根据式可判断在1号球碰撞前瞬间悬挂1号球细绳的张力最大,故悬挂1号球的绳最容易断. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

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?

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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?

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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?

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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kk<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?

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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?

 

 

 

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