在納米技術中需要移動或修補原子，必須使在不停地做熱運動（速率約幾百米每秒）的原子幾乎靜止下來且能在一個小的空間區(qū)域內(nèi)停留一段時間，為此已發(fā)明了“激光致冷”的技術。若把原子和入射光子分別類比為一輛小車和一個小球，則“激光致冷”與下述的力學模型很相似。

一輛質(zhì)量為m的小車（一側固定一輕彈簧），如圖所示以速度V0水平向右運動，一個動量大小為p，質(zhì)量可以忽略的小球水平向左射入小車并壓縮彈簧至最短，接著被鎖定一段時間△T，再解除鎖定使小球以大小相同的動量P水平向右彈出，緊接著不斷重復上述過程，最終小車將停下來。設地面和車廂均為光滑，除鎖定時間△T外，不計小球在小車上運動和彈簧壓縮、伸長的時間。求：

（1）小球第一次入射后再彈出時，小車的速度的大小和這一過程中小車動能的減少量。

（2）從小球第一次入射開始到小車停止運動所經(jīng)歷的時間。

 

（1）      （2）


解析:

（1）用V1表示小球第一次彈出后小車的速度，V2表示小球第二次彈出后小車的速度，Vn表示小球第n次彈出后小車的速度，  小球射入小車和從小車中彈出的過程中，小球和小車所組成的系統(tǒng)動量守恒。由動量守恒定律得      由此得     （2分）

 此過程中小車動能減少量  （2分）

   （2）小球第二次入射和彈出的過程，及以后重復進行的過程中，小球和小車所組成的系統(tǒng)動量守恒。由動量守恒定律得   由上式得       （2分）

同理可得     （2分）

要使小車停下來，即Vn=0，小球重復入射和彈出的次數(shù)為      （1分）

故小車從開始運動到停下來所經(jīng)歷時間為      （1分）

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2008?茂名模擬）在納米技術中需要移動或修補原子，必須使在不停地做熱運動（速率約幾百米每秒）的原子幾乎靜止下來且能在一個小的空間區(qū)域內(nèi)停留一段時間，為此已發(fā)明了“激光制令”的技術，若把原子和入射光分別類比為一輛小車和一個小球，則“激光制冷”與下述的力學模型很類似．
一輛質(zhì)量為m的小車（一側固定一輕彈簧），如圖所示以速度v0水平向右運動，一個動量大小為p，質(zhì)量可以忽略的小球水平向左射入小車并壓縮彈簧至最短，接著被鎖定一段時間△T，再解除鎖定使小球以大小相同的動量p水平向右彈出，緊接著不斷重復上述過程，最終小車將停下來，設地面和車廂均為光滑，除鎖定時間△T外，不計小球在小車上運動和彈簧壓縮、伸長的時間．求：
（1）小球第一次入射后再彈出時，小車的速度大小和這一過程中小車動能的減少量；
（2）從小球第一次入射開始到小車停止運動所經(jīng)歷的時間．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（9分）在納米技術中需要移動或修補原子，必須使不停地做熱運動（速率約幾百米每秒）的原子幾乎靜止下來且能在一個小的空間區(qū)域內(nèi)停留一段時間，為此已發(fā)明了“激光制冷”的技術，若把原子和入射光分別類比為一輛小車和一個小球，則“激光制冷”與下述的力學模型很類似。一輛質(zhì)量為ｍ的小車（一側固定一輕彈簧），如圖所示以速度v0水平向右運動。一個動量大小為ｐ，質(zhì)量可以忽略的小球先向左射入小車，然后以大小相同的動量ｐ被輕彈簧水平向右彈出，緊接著不斷重復上述過程，最終小車將停下來。設地面和車廂均光滑，除鎖定時間△Ｔ外，不計小球在小車上運動和彈簧壓縮、伸長的時間。求：

（1）小球第一次入射后再彈出時，小車的速度的大小和這一次過程中小車動能的減少量；

（2）從小球第一次入射開始到小車停止運動所經(jīng)歷的時間。

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科目：高中物理 來源： 題型：

在納米技術中需要移動或修補原子，必須使在不停地做熱運動(速率約幾百米每秒)的原子幾乎靜止下來且能在一個小的空間區(qū)域內(nèi)停留一段時間，為此已發(fā)明了“激光致冷”技術．若把原子和入射光子分別類比為一輛小車和一個小球，則“激光致冷”與下述的模型很類似．

　一輛質(zhì)量為m的小車(一側固定一輕彈簧)，如圖所示，以速度v0水平向右運動，一動量大小為p，質(zhì)量可以忽略的小球水平向左射入小車并壓縮彈簧至最短，接著被鎖定一定時間ΔT，再解除鎖定使小球以大小相同的動量p水平向右彈出，緊接著不斷重復上述過程，最終小車將停下來．設地面和車廂均為光滑，除鎖定時間ΔT外．不計小球在小車上運動和彈簧壓縮、伸長的時間，求：

(1)小球第一次入射后再彈出時，小車的速度的大小和這一過程中小車動能的減少量；

(2)從小球第一次入射開始到小車停止運動所經(jīng)歷的時間．

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科目：高中物理 來源：2009-2010學年海南師大附中高三（上）第一次月考物理試卷（解析版） 題型：解答題

在納米技術中需要移動或修補原子，必須使在不停地做熱運動（速率約幾百米每秒）的原子幾乎靜止下來且能在一個小的空間區(qū)域內(nèi)停留一段時間，為此已發(fā)明了“激光制令”的技術，若把原子和入射光分別類比為一輛小車和一個小球，則“激光制冷”與下述的力學模型很類似．
一輛質(zhì)量為m的小車（一側固定一輕彈簧），如圖所示以速度v水平向右運動，一個動量大小為p，質(zhì)量可以忽略的小球水平向左射入小車并壓縮彈簧至最短，接著被鎖定一段時間△T，再解除鎖定使小球以大小相同的動量p水平向右彈出，緊接著不斷重復上述過程，最終小車將停下來，設地面和車廂均為光滑，除鎖定時間△T外，不計小球在小車上運動和彈簧壓縮、伸長的時間．求：
（1）小球第一次入射后再彈出時，小車的速度大小和這一過程中小車動能的減少量；
（2）從小球第一次入射開始到小車停止運動所經(jīng)歷的時間．

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