雨滴在穿过云层的过程中,不断与漂浮在云层中的小水珠相遇并结合为一体,其质量逐渐增大.现将上述过程简化为沿竖直方向的一系列
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解题思路:(1)忽略重力与阻力,系统所受合外力为零,动量守恒,由动量守恒定律可以求出速度.

(2)碰撞过程系统动量守恒,应用匀变速运动的速度位移公式与动量守恒定律可以求出速度,然后求出动能.

(1)不计重力,全过程中动量守恒,以向下为正方向,

由动量守恒定律得:m0v0=mnvn′,解得:vn′=

m0v0

mn;

(2)若考虑重力的影响,雨滴下降过程中做加速度为g的匀加速运动,

碰撞瞬间动量守恒,以向下为正方向,

a、第1次碰撞前,由匀变速运动的速度位移公式得:

v12-v02=2gl,解得:v1=

v20+2gl,

第1次碰撞过程,由动量守恒定律得:m0v1=m1v1′,

解得:v1′=

m0

m1

v20+2gl;

b.第2次碰撞前:v22-v12=2gl,

解得:v22=(

m0

m1)2v02+(

m20+

m21

m21)2gl,

第2次碰撞过程,由动量守恒定律得:m1v2=m2v2′,

解得:v22=(

m0

m2)2v02+(

m20+

m21

m22)2gl,

同理,第3次碰撞后:v32=(

m0

m3)2v02+(

点评:

本题考点: 动量守恒定律;匀变速直线运动的速度与位移的关系;机械能守恒定律.

考点点评: 本题考查了求雨滴的速度与动能问题,分析清楚运动过程,应用动量守恒定律、匀变速运动的速度位移公式即可正确解题,解题时注意数学知识的应用.

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