高三物理选择题中等难度题
台球沿桌面以速度v0与球桌边框成α角撞击边框上的O点,反弹后速度为v1,方向与框边的夹角仍为α,如图所示,若v1<v0,OB边垂直桌边,则球桌边框给球的作用力方向可能为图中的( )
A.OA方向 B.OB方向 C.OC方向 D.OD方向
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台球以10m/s的速度沿与框边垂直的方向撞击后以8m/s的速度反向弹回.若球与框边的接触时间为0.1s,则台球在与边框碰撞的过程中,它的平均加速度大小和方向为( )
A.20m/s2沿球弹回的方向 B.20m/s2沿球撞击的方向
C.180m/s2 沿球弹回的方向 D.180m/s2 沿球撞击的方向
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台球的运动和撞击过程中,球既存在平动,也存在转动,运动情况较为复杂。在不考虑球的转动和球之间的摩擦的情况下,我们可以对球的运动和撞击过程建立简单的模型,用高中物理知识进行粗略研究。如图1所示,此时球桌上只剩下两个球,其中A球为白球,B球为黑球,且两球球心与1号洞中心在一条直线上。请你利用学过的物理规律解决以下问题。
(1)击打白球后,白球与黑球发生碰撞,可以使黑球进入不同的洞口。请在以下两种情况下,画出白球的初速度方向以及碰前瞬间的位置,作图时请画出必要的辅助线。
a. 使黑球进入1号洞(在图2中作图);
b. 使黑球进入2号洞(在图3中作图)。
(2)黑球进入2号洞的情况比进入1号洞的情况复杂一些。在处理复杂的物理问题时,常将其分解为简单的问题,如运动的分解、力的分解等等。将这些矢量在相互垂直的x、y两个方向上进行分解,然后分别进行研究。在黑球进入2号洞的情境下,若已知两球的质量均为m,碰前瞬间白球的速度大小为v0,碰后瞬间黑球的速度大小为v,v0与v方向的夹角θ = 53o,求两球碰撞过程中损失的机械能。(已知:sin53o = 0.8,cos53o = 0.6)
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