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参考答案
16.【答案】(1) , ;(2) 或 ;
选择题
【详解】(1)有题意可知A、B系统碰撞前后动量守恒,设碰撞后两小球的速度大小为v,则根据
1 2 3 4 5 6 动量守恒有
B C D C D A
可得
7 8 9 10 11 12
D A BD AB AD CD
碰撞后根据牛顿第二定律有
实验题
13. (1)AB (2)BD (3)A
14. (1) 1.0 (2) 0.20 (3) B 可得
计算题
15.【答案】(1)4 m/s(2)11.2 N (2)若两球发生弹性碰撞,设碰后速度分别为v ,v ,则碰后动量和能量守恒有
A B
【详解】(1)根据题意,设小球A从最低点开始运动时的速度为v,由动量定理有
0
设与B碰前瞬间A的速度大小v,从最低点到最高点,由动能定理有
联立解得
,
联立代入数据解得
因为所有的碰撞位置刚好位于等边三角形的三个顶点,如图
(2)A与用轻绳悬挂的静止小球B正碰并粘在一起,由动量守恒定律有
设A、B碰后瞬间轻绳的拉力大小为F,由牛顿第二定律有
联立代入数据解得
①若第二次碰撞发生在图中的b点,则从第一次碰撞到第二次碰撞之间,A、B通过的路程之比为
,则有加速度为
联立解得
由于两质量均为正数,故k=0,即 下落高度
1
对第二次碰撞,设A、B碰撞后的速度大小分别为 , ,则同样有
求得
(2)带电微粒进入圆筒后,圆筒转过一圈的过程中,能收集到的速率最小的微粒下降的高度为 ,
联立解得 , ,故第三次碰撞发生在b点、第四次碰撞发生在c点,以此类推,满足题
意。 第一圈末时,过P点的竖直线上收集的微粒下落高度为
②若第二次碰撞发生在图中的c点,则从第一次碰撞到第二次碰撞之间,A、B通过的路程之比为
能收集到的速率最小的微粒对应的弧长为
;所以
联立可得
加速度为
因为两质量均为正数,故k=0,即
2
根据①的分析可证 , ,满足题意。
综上可知
设圆筒周期为T
或
17. 【答案】(1) ;(2)
联立求得
【详解】(1)打在Q点所在竖直线上的微粒,入射速率最大时,圆筒转过的角度为
因为 ,所以 自动满足,结果合理。
对应的时间为