- 2022江门高考模拟物理
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相关例题:
题目:
【2022江门高考模拟物理】
一容器中装有一定质量的水,水的质量为m,容器内底部有一面积为S的固定板,现有一质量为M的物体从高H处自由下落,与水相碰后,水与物体一起以速度v水平向右匀速运动,已知水的密度为ρ,求物体与水相碰后,水面的位置。
分析:
1. 物体与水相碰后,水以速度v向右匀速运动,而物体由于受到水的阻力而减速,最终停在水中。
2. 碰撞过程中,由于时间极短,故可认为水与物体发生完全非弹性碰撞,碰撞过程中动量守恒。
解题:
根据动量守恒定律,有
(M+m)v = Mv'
其中v'为碰撞后的共同速度。
由于碰撞过程时间极短,故可认为水与物体发生完全非弹性碰撞,碰撞过程中机械能转化为内能,导致水的温度升高。设水面位置为x,则有
ρvSx = (M+m)v^2/2 + m(v-v')^2/2
其中v^2为水的速度的平方。
联立以上两式可得:
x = (M+m)H/g + mH/g(M+m) - mH/gM
即水面位置为距离碰撞点(M+m)H/g + mH/g(M+m) - mH/gM处。
答案:水面位置为距离碰撞点(M+m)H/g + mH/g(M+m) - mH/gM处。
注意:本题答案仅供参考,实际解题过程可能因题目细节而略有不同。
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