如图所示,光滑地面上有P、Q两个固定挡板,A、B是两挡板连线的三等分点.A点有一质量为m2的静止小球,P挡板的右侧有一质量为m1的等大小球以速度v0向右运动.小

如图所示,光滑地面上有P、Q两个固定挡板,A、B是两挡板连线的三等分点.A点有一质量为m2的静止小球,P挡板的右侧有一质量为m1的等大小球以速度v0向右运动.小

题型:不详难度:来源:
如图所示,光滑地面上有P、Q两个固定挡板,A、B是两挡板连线的三等分点.A点有一质量为m2的静止小球,P挡板的右侧有一质量为m1的等大小球以速度v0向右运动.小球与小球、小球与挡板间的碰撞均没有机械能损失,两小球均可视为质点.已知两小球之间的第二次碰撞恰好发生在B点处,则两小球的质量之比m1:m2可能为(  )
A.3:1B.1:3C.1:5D.1:7

答案
①若碰后球1的速度方向与原来的方向相同,可知1球的速度小于2球的速度,两球在B点相遇,是球2反弹后在B点相遇,有:v2t=3v1t,即:v2=3v1
根据动量守恒得,m1v0=m1v1+m2v2,根据机械能守恒得:
1
2
m1v02=
1
2
m1v12+
1
2
m2v22

联立解得m1=3m2.故A正确.
②若碰撞后球1的速度方向与原来的方向相反,与挡板碰后反弹在B点追上球2,
则有:v1t=3v2t,即:v1=3v2
根据动量守恒得:m1v0=-m1v1+m2v2
根据机械能守恒得:
1
2
m1v02=
1
2
m1v12+
1
2
m2v22

联立解得:m2=7m1.故D正确.
③若碰撞后球1的速度方向与原来的方向相反,与挡板碰后反弹、球2与单摆碰后反弹在B点相遇,
则有:v1t=v2t,即:v1=v2
根据动量守恒得:m1v0=-m1v1+m2v2
根据机械能守恒得:
1
2
m1v02=
1
2
m1v12+
1
2
m2v22

联立解得:m2=3m1.故B正确.
故选:ABD.
举一反三
如图所示,质量为mA=0.2kg的滑块A套在固定的水平光滑横杆上,滑块下通过一段不可伸长的轻绳连接一个质量为mB=0.3kg的小球B,B恰好与光滑水平地面接触.在A、B所在的竖直平面内固定有一半径为R=0.2m的光滑
1
4
圆轨道,轨道下端P点与地面相切.质量为mC=0.1kg的小球C以v0=7m/s的速度从图示位置向左与B球发生正碰,碰后C返回且恰好能冲到轨道的最高点Q,A、B间轻绳与竖直方向的最大夹角为θ=60°.重力加速度取g=10m/s2,不考虑小球C再次返回后与小球B的碰撞.求
(1)碰后C球第一次经过P点时对轨道的压力;
(2)碰后瞬间B球的速度大小;
(3)A、B间轻绳的长度.
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如图所示,两个等高的台阶P和Q相距d=4m,台阶面和它们之间的水平地面均光滑.在地面上靠近P台阶处静止有一辆质量为M=2kg的平板小车,车的上表面与台阶面齐平.一质量为m=6kg的货物(可视为质点)以初速度v0=4m/s在从台阶P冲上小车.货物与平板车之间的摩擦系数为μ=0.2,小车与台阶的碰撞没有机械能损失.
(1)若小车与台阶Q第一次碰撞时,货物已经在车的最右端与小车相对静止,求小车的长度L;
(2)在第(1)问情况下,货物从离开台阶P到冲上台阶Q所需的时间t;
(3)若台阶P、Q间的距离足够长,其他条件不变,要让货物能冲上台阶Q,求小车所有可能的长度.
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如图所示,光滑水平面上一质量为M、长为L的木板右端靠竖直墙壁.质量为m的小滑块(可视为质点)以水平速度v0滑上木板的左端,滑到木板的右端时速度恰好为零.
①求小滑块与木板间的摩擦力大小;
②现小滑块以某一速度v滑上木板的左端,滑到木板的右端时与竖直墙壁发生弹性碰撞,然后向左运动,刚好能够滑到时木板左端而不从木板上落下,试求
v
v0
的值.
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如图,半径为R,光滑的
1
4
圆弧轨道固定在竖直平面内,与水平轨道CN相接.水平轨道的CD段光滑、DN段粗糙.一根轻质弹簧一端固定在C处的竖直面上,另一端与质量为2m的小物块b刚好在D点接触但不连接,弹簧处于自然长度.质量为m的小物块a从圆弧轨道顶端M点由静止释放并下滑,后与物块b碰撞后一起向左压缩弹簧(两物块不粘连).若
.
DN
=l,物块a、b与轨道DN的动摩擦因数分别为μ1=0.1和μ2=0.2,重力加速度为g.求:
(1)小物块a第一次经过N点时,轨道对a支持力的大小.
(2)小物块a与物块b碰撞后瞬间的共同速度大小.
(3)若a、b能且只能发生一次碰撞,试讨论l与R的关系.
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试根据所学的物理知识证明:任何两个质量相等的物体以各种不同的速度作弹性正碰时,都将交换速度(包括速度大小和方向).
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