雨滴在穿过云层的过程中,不断与漂浮在云层中的小水珠相遇并结合为一体,其质量逐渐增大。现将上述过程简化为沿竖直方向的一系列碰撞。已知雨滴的初始质量为,初速度为,下
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雨滴在穿过云层的过程中,不断与漂浮在云层中的小水珠相遇并结合为一体,其质量逐渐增大。现将上述过程简化为沿竖直方向的一系列碰撞。已知雨滴的初始质量为,初速度为,下
题型:不详
难度:
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雨滴在穿过云层的过程中,不断与漂浮在云层中的小水珠相遇并结合为一体,其质量逐渐增大。现将上述过程简化为沿竖直方向的一系列碰撞。已知雨滴的初始质量为
,初速度为
,下降距离
后与静止的小水珠碰撞且合并,质量变为
。此后每经过同样的距离
后,雨滴均与静止的小水珠碰撞且合并,质量依次为
、
......
(设各质量为已知量)。不计空气阻力。
(1)若不计重力,求第
次碰撞后雨滴的速度
;
(2)若考虑重力的影响,
a.求第1次碰撞前、后雨滴的速度
和
;
b.求第n次碰撞后雨滴的动能
答案
(1)
(2)a.
b.
解析
试题分析:1)不计重力,全过程中动量守恒,
得
(2)若考虑重力的影响,雨滴下降过程中做加速度为g的匀加速运动,碰撞瞬间动量守恒
a.第1次碰撞前,根据机械能守恒
有
,
第1次碰撞后
b. 第2次碰撞前
得
第2次碰撞后,
得
同理,第3次碰撞后
…………
第
n
次碰撞后
动能
点评:难题。本题主要用了两个知识点即动量守恒和机械能守恒,碰撞前后动量守恒,下落过程中机械能守恒,属于重复多过程问题。
举一反三
一个物体静置于光滑水平面上,外面扣一质量为M的盒子,如图1所示.现给盒子一初速度v
0
,此后,盒子运动的v-t图象呈周期性变化,如图2所示.请据此求盒内物体的质量.
题型:不详
难度:
|
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如图所示,质量为m的由绝缘材料制成的球与质量为M=19m的金属球并挂悬挂。现将绝缘球拉至与竖直方向成θ=60°的位置自由释放,下摆后在最低点处与金属球发生弹性碰撞。在平衡位置附近存在垂直于纸面的磁场。已知由于磁场的阻尼作用,金属球将于再次碰撞前停在最低点处。求经过几次碰撞后绝缘球偏离竖直方向的最大角度将小于45°。
题型:不详
难度:
|
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在光滑的水平面上,质量为
m
1
的小球
A
以速率
v
0
向右运动。在小球A的前方
O
点有一质量为
m
2
的小球
B
处于静止状态,如图所示。小球
A
与小球
B
发生正碰后小球
A
、
B
均向右运动。小球
B
被在
Q
点处的墙壁弹回后与小球
A
在
P
点相遇,
PQ
=1.5
PO
。假设小球间的碰撞及小球与墙壁之间的碰撞都是弹性的,求两小球质量之比
m
1
/
m
2
。
题型:不详
难度:
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如图(a)所示,在光滑绝缘水平面的AB区域内存在水平向右的电场,电场强度E随时间的变化如图(b)所示.不带电的绝缘小球P
2
静止在O点.t=0时,带正电的小球P
1
以速度v
0
从A点进入AB区域,随后与P
2
发生正碰后反弹,反弹速度大小是碰前的
倍,P
1
的质量为m
1
,带电量为q,P
2
的质量m
2
=5m
1
,A,O间距为L
0
,O、B间距L=
.已知
=
,T=
.
(1)求碰撞后小球P
1
向左运动的最大距离及所需时间.
(2)讨论两球能否在OB区间内再次发生碰撞.
题型:不详
难度:
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(9分)在可控核反应堆中需要给快中子减速,轻水、重水和石墨等常用作减速剂。中子在重水中可与
核碰撞减速,在石墨中与
核碰撞减速。上述碰撞可简化为弹性碰撞模型。某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰,通过计算说明,仅从一次碰撞考虑,用重水和石墨作减速剂,哪种减速效果更好?
题型:不详
难度:
|
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