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題目:
【湖南省高三物理二?!?span style="display:none">6W6物理好資源網(原物理ok網)
題目類型:力學綜合題
【問題情景】
一個質量為$m$的小球,在光滑的水平面上以速度$v$撞擊一個靜止在地面上的質量為$M$的木塊,木塊被小球撞擊后獲得速度$v_{1}$,方向與小球速度方向相反。已知$v_{1} = 0.4v$,求小球被反彈后的速度。
【涉及知識點和公式】
1. 動量守恒定律;
2. 碰撞時間極短,滿足能量守恒定律;
3. 機械能守恒定律。
【解題思路】
1. 確定研究對象:本題研究對象為小球和木塊;
2. 明確研究過程:小球和木塊相互作用的過程;
3. 運用動量守恒定律列方程求解;
4. 根據能量守恒定律列方程求解。
【例題答案】
解:設小球反彈后的速度大小為$v^{\prime}$,方向與原速度方向相反。根據動量守恒定律得:$mv = (M + m)v^{\prime}$,又因為碰撞過程能量損失,根據能量守恒定律得:$\frac{1}{2}mv^{2} = \frac{1}{2}(M + m)v^{\prime 2} + \Delta E$,其中$\Delta E$為系統損失的機械能。聯立以上各式解得:$v^{\prime} = - 0.6v$。
【說明】
本題是一道力學綜合題,考查了動量守恒定律和能量守恒定律的應用。解題的關鍵是要明確研究對象和研究過程,根據相應的物理規律列方程求解。同時要注意題目中給出的已知量和未知量的表示方法。