2021年高考山东卷(物理)-动能

2022年03月14日 浏览:
2021年高考山东卷

13. 某乒乓球爱好者,利用手机研究乒乓球与球台碰撞过程中能量损失的情况。实验步骤如下:

①固定好手机,打开录音功能;

②从一定高度由静止释放乒乓球;

③手机记录下乒乓球与台面碰撞的声音,其随时间(单位:s)的变化图像如图所示。

根据声音图像记录的碰撞次序及相应碰撞时刻,如下表所示。

碰撞次序

1

2

3

4

5

6

7

碰撞时刻(s)

1.12

1.58

2.00

2.40

2.78

3.14

3.47

根据实验数据,回答下列问题:

(1)利用碰撞时间间隔,计算出第3次碰撞后乒乓球的弹起高度为___________m(保留2位有效数字,当地重力加速度)。

(2)设碰撞后弹起瞬间与该次碰撞前瞬间速度大小的比值为k,则每次碰撞损失的动能为碰撞前动能的___________倍(用k表示),第3次碰撞过程中k=___________(保留2位有效数字)。

(3)由于存在空气阻力,第(1)问中计算的弹起高度___________(填“高于”或“低于”)实际弹起高度。

【答案】 ①. 0.20 ②.  ③. 0.95 ④. 高于

【解析】

【分析】

【详解】(1)[1]第3次碰撞到第4次碰撞用时,根据竖直上抛和自由落体运动的对称性可知第3次碰撞后乒乓球弹起的高度为

(2)[2]碰撞后弹起瞬间速度为,碰撞前瞬间速度为,根据题意可知

则每次碰撞损失的动能与碰撞前动能的比值为

件升08ef7c02东智科技广元司费网3e6e软优有公慧学1a6c限途434d的-

[3]第2次碰后从最高点落地瞬间的速度

第3次碰撞后瞬间速度为

则第3次碰撞过程中

(3)[4]由于存在空气阻力,乒乓球在上升过程中受到向下的阻力和重力,加速度变大,上升的高度变小,所以第(1)问中计算的弹起高度高于实际弹起的高度。

编辑:小徐