如圖，足夠長(zhǎng)的光滑水平地面上有2023個(gè)大小相同的小球排成一排，相鄰小球間的間距均為L(zhǎng)，將其從左到右依次編號(hào)。一半徑為H的四分之一光滑圓弧軌道（固定在水平地面）與各小球處于同一豎直面內(nèi)，圓弧軌道的最低點(diǎn)在1號(hào)小球處與水平地面平滑連接。已知1號(hào)小球的質(zhì)量為m,2～2023號(hào)小球的質(zhì)量均為km（k為小于1的正比例常數(shù)）?，F(xiàn)將1號(hào)小球從圓弧軌道最低點(diǎn)拿到軌道上與圓心等高處由靜止釋放，題中所有小球之間的碰撞均可視為彈性正碰。（已知重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力，小球大小忽略不計(jì)）
（1）求1號(hào)小球在運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大??；
（2）求1號(hào)小球與2號(hào)小球在第一次碰撞中給2號(hào)小球的沖量大小以及對(duì)2號(hào)小球所做的功；
（3）在1、2號(hào)小球間第一次碰撞后立即給1號(hào)小球施加水平向右的恒定外力F（圖中未畫出），使1號(hào)小球以后每次碰撞前瞬間的速度都與第一次碰撞前瞬間的速度相等，直到所有小球速度第一次相等時(shí)撤去外力，求外力F的大小以及最終1號(hào)和2023號(hào)小球間的距離。
【考點(diǎn)】動(dòng)量守恒定律在含有斜面或曲面的模型中的應(yīng)用；動(dòng)量守恒與能量守恒共同解決實(shí)際問(wèn)題；動(dòng)量定理的內(nèi)容和應(yīng)用；機(jī)械能守恒定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用．
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：95引用：3難度：0.4
相似題
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1．如圖甲所示，一質(zhì)量為M的小車靜止在光滑水平地面上，其左端P點(diǎn)與平臺(tái)平滑連接。小車上表面PQ是以O(shè)為圓心、半徑R=0.9m的四分之一圓弧軌道。質(zhì)量m=0.5kg的光滑小球，以某一水平速度沖上小車的圓弧面。測(cè)得小球與小車在水平方向上的速度大小分別為v1、v2，并作出圖像如圖乙所示。已知OP豎直，OQ水平，水平臺(tái)面高h(yuǎn)=
，小球可視為質(zhì)點(diǎn)，g取10m/s2，不計(jì)一切摩擦。求：R6
?
（1）小球落地時(shí)的速度大?。?br />（2）小球從Q點(diǎn)上升的最大高度；
（3）小球運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的豎直分速度。發(fā)布：2024/10/16 2:0:2組卷：25引用：1難度：0.4 -
2．如圖所示，一輕質(zhì)彈簧的左端固定在小球B上，右端與小球C接觸但未拴接，球B和球C靜止在光滑水平臺(tái)面上（此時(shí)彈簧處于原長(zhǎng)）。小球A從左側(cè)光滑斜面上距水平臺(tái)面高度為h處由靜止滑下（不計(jì)小球A在斜面與水平面銜接處的機(jī)械能損失），與球B發(fā)生正碰后粘在一起，碰撞時(shí)間極短，之后球C脫離彈簧，在水平臺(tái)面上勻速運(yùn)動(dòng)并從其右端點(diǎn)O水平拋出，落入固定放置在水平地面上的豎直四分之一光滑圓弧軌道內(nèi)，該段圓弧的圓心在O點(diǎn)，半徑為。已知三個(gè)小球A、B、C均可看成質(zhì)點(diǎn)，且質(zhì)量分別為m、2m、m,重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力和一切摩擦。求：R=2h
（1）小球A、B碰撞后瞬間的速度大小；
（2）彈簧具有的最大彈性勢(shì)能；
（3）以O(shè)為圓心，水平向右為x正方向，豎直向下為y正方向建立xOy坐標(biāo)系，小球C從水平臺(tái)面右端點(diǎn)O拋出后落到圓弧軌道上的P點(diǎn)的位置坐標(biāo)。發(fā)布：2024/10/21 3:0:1組卷：50引用：1難度：0.5 -
3．光滑四分之一圓弧導(dǎo)軌最低點(diǎn)切線水平，與光滑水平地面上?？康囊恍≤嚿媳砻娴雀撸≤囐|(zhì)量M=2.0kg,h=0.2m,如圖所示?，F(xiàn)從圓弧導(dǎo)軌頂端將一質(zhì)量為m=0.5kg的滑塊（大小忽略）由靜止釋放，當(dāng)小車的右端運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)，滑塊正好從小車右端水平飛出，落在地面上的B點(diǎn)?；瑝K落地后0.2s小車右端也到達(dá)B點(diǎn)。已知AB相距L=0.4m,滑塊與小車上表面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.8，g取10m/s2，求：
（1）滑塊離開(kāi)小車時(shí)的速度大?。?br />（2）圓弧導(dǎo)軌的半徑；
（3）小車上表面的長(zhǎng)度。發(fā)布：2024/10/21 2:0:1組卷：38引用：1難度：0.5
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