- 2016高三徐汇物理二模
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相关例题:
题目:
【题目描述】
一个质量为m的小球,从高度为h处自由下落,与地面发生弹性碰撞,碰撞时间为t。求小球碰撞后的速度。
【物理知识涉及】
1. 自由落体运动;
2. 弹性碰撞;
3. 动量守恒和能量守恒。
【解题思路】
1. 小球自由下落,做自由落体运动,求出落地速度;
2. 小球与地面碰撞,遵循弹性碰撞规律,求出碰撞后的速度。
【答案】
设小球落地速度为v1,碰撞后速度为v2,取竖直向下为正方向。
1. 小球自由下落:
由自由落体运动规律可得:$h = v_{1}t$
解得:$v_{1} = \sqrt{2gh}$
2. 小球与地面碰撞为弹性碰撞:
由弹性碰撞规律可得:m(v_{1} - v_{2}) = (m + m)v_{2}
\begin{align} E_{1} &= E_{2} \\
\frac{1}{2}m{v_{1}}^{2} + \frac{1}{2}(m + m){v_{2}}^{2} &= \frac{1}{2}m{v_{1}}^{2} + \frac{1}{2}m{v_{2}}^{2} \\
\end{align}
解得:$v_{2} = \sqrt{v_{1}^{2} - 2gh}$
【解析】
本题主要考查了自由落体运动、弹性碰撞、动量守恒和能量守恒定律的应用,属于中等难度题目。解题的关键是要熟练掌握自由落体运动、弹性碰撞的规律,并能灵活运用动量守恒和能量守恒定律求解。
【例题拓展】
如果小球在运动过程中受到空气阻力作用,那么碰撞后小球的速度会有何变化?为什么?请说明理由。
【分析】
小球受到空气阻力作用,使得小球的运动轨迹不再是直线,因此碰撞后小球的速度会有所减小。这是由于空气阻力使得小球的运动轨迹不再是直线,导致小球在碰撞前后受到的合外力发生变化,从而导致小球的速度发生变化。
【答案】
由于受到空气阻力作用,小球的运动轨迹不再是直线,导致小球在碰撞前后受到的合外力发生变化,从而导致小球的速度发生变化,速度减小。
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