Question

2．利用圖示裝置研究碰撞規(guī)律，圖中A、B是直徑相同、質(zhì)量分別為0.2kg、0.3kg的兩小球，通過長(zhǎng)度相等的輕質(zhì)細(xì)線分別懸掛在甲、乙兩拉力傳感器上，兩懸掛點(diǎn)間的距離等于小球直徑，懸點(diǎn)到小球球心的距離均為1m，現(xiàn)將A球向左拉至某一位置釋放，碰撞結(jié)束瞬間甲、乙兩傳感器的示數(shù)分別為2.00N、4.20N．取g=10m/s²，則碰前A球的速度為3m/s，該碰撞為非彈性碰撞（填“彈性”或“非彈性”）．

Answer 1

分析 分析碰撞結(jié)束瞬間A、B兩球的受力情況，由牛頓第二定律求出它們的速度，由動(dòng)量守恒定律求出碰撞前A的速度，分析碰撞前后系統(tǒng)總動(dòng)能的關(guān)系，來確定碰撞的類型．

解答 解：設(shè)碰撞前瞬間A球的速度為v₀，碰撞后瞬間A、B兩球的速度分別為v_A、v_B．
碰撞結(jié)束瞬間，對(duì)A球有：F_A-m_Ag=m_A$\frac{{v}_{A}^{2}}{L}$
對(duì)B球有 F_B-m_Bg=m_B$\frac{{v}_{B}^{2}}{L}$
據(jù)題有：F_A=2.00N，F(xiàn)_B=4.20N，L=1m
代入數(shù)據(jù)解得：v_A=0，v_B=2m/s
對(duì)于碰撞過程，取水平向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律得：
m_Av₀=m_Av_A+m_Bv_B．
解得：v₀=3m/s
碰撞前系統(tǒng)的總動(dòng)能為：E_k=$\frac{1}{2}$m_Av₀²=$\frac{1}{2}×0.2×{3}^{2}$=0.9J
碰撞后系統(tǒng)的總動(dòng)能為：E_k′=$\frac{1}{2}$m_Av_A²+$\frac{1}{2}$m_Bv_B²=0+$\frac{1}{2}×0.3×{2}^{2}$=0.6J＜E_k．
所以該碰撞為非碰撞．
故答案為：3，非彈性．

點(diǎn)評(píng) 本題是向心力與碰撞的綜合，要正確分析向心力的來源：合外力，知道碰撞的基本規(guī)律：動(dòng)量守恒定律，并能熟練運(yùn)用．