问题 填空题

如图,A为内壁长为2m的U型框,框内有一小球B.某时刻开始,小球从框的中点以1m/s的速度向右匀速直线运动,与框右侧挡板碰撞后立刻以相等的速度返回,以后的每次碰撞小球只改变速度方向,且不计碰撞时间.

(1)若框始终静止,则4s内小球与框碰撞的次数为______次.

(2)若框始终以0.5m/s的速度向右匀速直线运动,则3s末小球与框左侧挡板的距离为______m.

答案

(1)4s内小球的路程wei:s=vt=1m/s×4s=4m,

框静止不动,小球从中点开始向右运动,在4s内的路程为4m,小球运动1m与框发生第一次碰撞,在经过2m,共运动1m+2m=3m与框发生第二次碰撞,要发生第三次碰撞需要在运动2m,小球需一共需要运动3m+2m=5m,

在4s内小球运动了4m,因此在4s内小球与框碰撞2次;

(2)小球与框同时向右运动,小球与框的右侧发生第一次碰撞的时间:

t1=

s′
v小球-v
=
1
1-0.5
=2s,

与框碰撞后,小球返回,向左运动,再经过1s小球的路程:

s=vt=1m/s×s=1m,

框的路程:s′=vt=0.5m/s×1s=0.5m,

此时小球与框左侧挡板的距离为:

2m-1m-0.5m=0.5m,

即3s末小球与框左侧挡板的距离为0.5m;

故答案为:2;0.5.

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