在一种新的“子母球”表演中,让同一竖直线上的小球A和小球B,从距水平地面高度为ph(p>1)和h的地方同时由静止释放,如
在一种新的“子母球”表演中,让同一竖直线上的小球A和小球B,从距水平地面高度为ph(p>1)和h的地方同时由静止释放,如题9图所示.球A的质量为m,球B的质量为3m.设所有碰撞都是弹性碰撞,重力加速度大小为g,忽略球的直径、空气阻力及碰撞时间. (1)求球B第一次落地时球A的速度大小;(2)若球B在第一次上升过程中就能与球A相碰,求p的取值范围;(3)在(2)情形下,要使球A第一次碰后能到达比其释放点更高的位置,求p应满足的条件.
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(1)AB 两球均做自由落体,在B落地过程中运动完全一致,设速度为v0,由运动学公式得:v20=2gh故,v 0=2gh(2)要想在B上升阶段两球相碰,临界情况是B刚好反跳到出发点时与A相碰,两物体的v-t图象如右图;阴影部分面积之和就是A的下落高度和B的反跳高度之和ph,故有ph=5h,故p=5(3)要使球A第一次碰后能到达比其释放点更高的位置,则临界条件是碰后A球速度恰好等大反向,两物体的v-t图象如下图,由弹性碰撞可得碰撞前后,动量守恒,规定向上为正方向,设碰后B球继续向上运动,则:3mvB-mvA=3mv′B+mvA由于是弹性碰撞,由碰撞前后能量守恒得:12×3mv2B+12×mv2A=12×3mv′2B+12mv2A解得:v2B=v′2B故必有v′B=-vB联立以上可得:vA=3vB从图象可以看出阴影部分面积之和就是A的下落高度和B的反跳高度之和,故ph=3h,故p=3答:(1)B第一次落地时球A的速度为2gh(2)若球B在第一次上升过程中就能与球A相碰,则1<p<5(3)在(2)情形下,要使球A第一次碰后能到达比其释放点更高的位置,求p应满足1<p<3
最新回答共有2条回答
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2026-04-07 20:48:23勤奋的戒指
回复(1)AB 两球均做自由落体,在B落地过程中运动完全一致,设速度为v0,由运动学公式得:v20=2gh故,v 0=2gh(2)要想在B上升阶段两球相碰,临界情况是B刚好反跳到出发点时与A相碰,两物体的v-t图象如右图;阴影部分面积之和就是A的下落高度和B的反跳高度之和ph,故有ph=5h,故p=5(3)要使球A第一次碰后能到达比其释放点更高的位置,则临界条件是碰后A球速度恰好等大反向,两物体的v-t图象如下图,由弹性碰撞可得碰撞前后,动量守恒,规定向上为正方向,设碰后B球继续向上运动,则:3mvB-mvA=3mv′B+mvA由于是弹性碰撞,由碰撞前后能量守恒得:12×3mv2B+12×mv2A=12×3mv′2B+12mv2A解得:v2B=v′2B故必有v′B=-vB联立以上可得:vA=3vB从图象可以看出阴影部分面积之和就是A的下落高度和B的反跳高度之和,故ph=3h,故p=3答:(1)B第一次落地时球A的速度为2gh(2)若球B在第一次上升过程中就能与球A相碰,则1<p<5(3)在(2)情形下,要使球A第一次碰后能到达比其释放点更高的位置,求p应满足1<p<3
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