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豐臺一模物理2017高三的考試科目為物理,考試時間為2月25日8:30-10:30。試題由選擇題、非選擇題組成,可能涉及到力學、電學、熱學、光學和原子物理等多個部分。
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題目:
一個質量為m的小球,在光滑的水平面上以初速度v0開始向右運動,碰到一個豎直墻壁后被彈回,回到原出發點。已知小球與墻壁碰撞的時間極短,且碰撞前后的速度大小相等,求碰撞前后小球對墻壁的作用力。
分析:
1. 小球在碰撞前做勻速直線運動,碰撞后由于受到墻壁的作用力而做減速運動。
2. 由于碰撞時間極短,小球在碰撞過程中受到的沖量可以忽略不計,因此碰撞前后小球的速度大小相等,但方向相反。
解題:
根據動量定理,設墻壁對小球的沖力為F,則有:
Ft = ( - mv0) - mv0
其中t為小球與墻壁碰撞的時間,由于時間極短,可以認為t=0。因此有:
F = - 2mv0
由于小球受到的是墻壁的反作用力,因此墻壁對小球的力大小也為F = - 2mv0。由于小球在碰撞過程中只受到墻壁的作用力,因此墻壁對小球的力即為小球對墻壁的作用力。
答案:墻壁對小球的力大小為F = - 2mv0。