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如图所示,弧形轨道置于足够长的水平轨道上,弧形轨道与水平轨道平滑连接,水平轨道上静置一小球B和C,小球A从弧形轨道上离地高h处由静止释放,小球A沿轨道下滑后与小球B发生弹性正

题目详情

如图所示,弧形轨道置于足够长的水平轨道上,弧形轨道与水平轨道平滑连接,水平轨道上静置一小球B和C,小球A从弧形轨道上离地高h处由静止释放,小球A沿轨道下滑后与小球B发生弹性正碰,碰后小球A被弹回,B球与C球碰撞后粘在一起,A球弹同后再从弧形轨道上滚下,已知所有接触面均光滑,A、C两球的质量相等,B球的质量为A球质量的2倍,如果让小球A从h=0.2m处静止释放,则下列说法正确的是(重力加速度为g=10m/s2)(  )
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A. A球从h处由静止释放则最后不会与B球冉相碰

B. A球从h处由静止释放则最后会与B球再相碰

C. A球从h=0.2m处由静止释放则C球的最后速度为

7
9
m/s

D. A球从h=0.2m处由静止释放则C球的最后速度为

8
9
m/s

▼优质解答
答案和解析
AB、设A球的质量为m.A从弧形轨道滑到水平轨道的过程中,根据动能定理得:
1
2
mv02=mgh,解得:v0=
2gh

A与B发生弹性正碰,则碰撞过程中,AB动量守恒,机械能守恒,以A的初速度方向为正方向,由动量守恒和机械能守恒定律得:
  mv0=mv1+2mv2
 
1
2
mv02=
1
2
mv12+
1
2
×2mv22
解得:v1=-
1
3
v0,v2=
2
3
v0
B与C碰撞过程中,BC组成的系统动量守恒,以B的速度方向为正,根据动量守恒定律得:
  2mv2=(2m+m)v
解得:v=
4
9
v0>|v1|,所以最后A球不会与B球再相碰;故A正确,B错误.
CD、当h=0.2m时,根据v0=
2gh
、v=
4
9
v0可得,C球最后的速度 v=
4
9
2gh
=
4
9
×
2×10×0.2
=
8
9
m/s,故C错误,D正确.
故选:AD
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