解题思路:(1)对b球被碰后沿BC曲面上升的过程运用动能定理求出b球的初速度,在碰撞过程中动量守恒,根据动量守恒定律求出碰撞后a的速度,对a球运用动量定理求出b球给a球的平均作用力;
(2)分别求出碰撞前后ab两小球的动能,比较碰撞前后动能的大小即可判断是否守恒.
对b球被碰后沿BC曲面上升的过程运用动能定理得:
0-
1
2mbvb2=-mbgh
解得:vb=4m/s
在碰撞过程中动量守恒,根据动量守恒定律得:
mav0=mava+mbvb
解得:va=-1m/s
对a球运用动量定理得:
Ft=mava-mav0
解得:F=-1600N
即b球给a球的平均作用力为1600N;
(2)碰撞前ab的动能之和为:Ek1=[1/2]mav02=49J
碰撞后ab的动能之和为:Ek2=[1/2]mava2+[1/2]mbvb2=33J
因为Ek1>Ek2
所以碰撞过程中a、b组成的系统机械能不守恒.
答:(1)b球给a球的平均作用力为1600N;
(2)碰撞过程中a、b组成的系统机械能不守恒.
点评:
本题考点: 动量守恒定律;机械能守恒定律.
考点点评: 本题考查了动量守恒、动能定理、机械能守恒定律等规律的直接应用,较好的考查了学生综合应用知识的能力.