- 对心碰撞和非对心碰撞、散射
- 共327题
a、b两个小球在一直线上发生碰撞,它们在碰撞前后的S-t图象如图所示,若a球的质量ma=1kg,则b球的质量mb等于 ㎏
正确答案
2.5
略
质量为490 g的木块静止在光滑水平面上,质量为10 g的子弹以500 m/s的速度水平射入木块并嵌在其中,从子弹刚射入木块至与木块相对静止的过程中,它们的共同运动速度为10 m/s.木块增加的动能为____________________J,子弹损失的动能为___________________J,产生的内能是___________________J.
正确答案
24.5 1 249.5 1 225
木块增加的动能为:m2v22=
×0.49×102 J="24.5" J,子弹损失的动能为:
m1v02-
m1v12=
×0.01×(5002-102) J="1" 249.5 J,所以产生的内能为1 249.5 J-24.5 J="1225" J.
2011年3月19日-3月27日,在丹麦的(Esbjerg)埃斯堡,举行了2011年世界女子冰壶世锦赛,参赛的中国女子冰壶队喜获铜牌,如图为中国队员与丹麦队比赛的投掷冰壶的镜头。在某次投掷中,冰壶运动一段时间后与对方的静止冰壶发生正碰,碰撞可认为是弹性碰撞。通过电子测速设备测得,碰后对方的冰壶以2 .00m/s的速度向前滑行。中国对的冰壶速度减小为0.01m/s,比赛中中国队使用的冰壶实测质量为19.0kg,由于制造工艺上的不足,若两冰壶质量有点偏差,你能否根据比赛的观测估算出丹麦队使用的冰壶的质量 kg(结果保留3位有效数字)
正确答案
18.8kg
根据碰撞过程中,动量守恒有:,因为此碰撞属于弹性碰撞,所以
,代入数据有:
,
,解得冰壶的质量
故答案为:18.8kg
A车的质量M1="20" kg,车上的人质量M="50" kg,他们一起从光滑的斜坡上h="0.45" m的高处由静止开始向下滑行,并沿光滑的水平面向右运动(如图16-4-7所示);此时质量M2="50" kg的B车正以速度v0="1.8" m/s沿光滑水平面向左迎面而来.为避免两车相撞,在两车相距适当距离时,A车上的人跳到B车上.为使两车不会发生相撞,人跳离A车时,相对于地面的水平速度应该多大?(g取10 m/s2)
图16-4-7
正确答案
4.8 m/s≥v≥3.8 m/s
A车和人在水平面上向右运动的速度设为v,根据机械能守恒定律
(M1+M)gh=(M1+M)v2,得v=
="3" m/s.
情况一:设人以相对地面速度v′跳离A车后,A车以速度v1向右运动,此过程动量守恒,方程为(M1+M)v=M1v1+Mv′ ①
人跳到B车上,设共同速度为v2
则Mv′-M2v0=(M+M2)v2 ②
将已知量代入①②两式,可得210=20v1+50v′ ③
50v′-90=100v2 ④
由③④两式可知50v′=210-20v1=90+100v2
显然,只有当v2≥v1时,A、B两车才不会相撞.
设v1=v2,根据上式即可求得v1=v2="1" m/s,v′≥3.8 m/s.
情况二:设人以相对于地面的速度v″跳离A车后,A车以速度v1′向左运动;人跳上B车后共同速度为v2′;根据动量守恒定律,可得方程组(M1+M)v=Mv″-M1v1′ ⑤
Mv″-M2v0=(M+M2)v2′ ⑥
将已知量代入⑤⑥式,可得50v″=210+20v1′=90+100v2′
只有v2′≥v1′时,A、B两车才不会相撞,因为v1′过大会导致M1反向滑上斜坡后,再滑下时v1′的大小大于v2′,此时仍会相撞.
设v1′=v2′由上式得v1′=v2′="1.5" m/s,v″≤4.8 m/s
综合得,要A、B车不发生相撞,人跳离A车时相对地面的速度v应满足4.8 m/s≥v≥3.8 m/s.
A、B两滑块在同一光滑的水平直导轨上相向运动发生碰撞(碰撞时间极短).用闪光照相,闪光4次摄得的闪光照片如图16-1-7所示.已知闪光的时间间隔为Δt,而闪光本身持续时间极短.在这4次闪光的瞬间,A、B两滑块均在0—80 cm刻度范围内,且第一次闪光时,滑块A恰好通过x=55 cm处,滑块B恰好通过x=70 cm处.问:
图16-1-7
(1)碰撞发生在何处?
(2)碰撞发生在第一次闪光后多长时间?
正确答案
(1)x=60 cm处 (2)
(1)照相机闪光4次,而B滑块却只有两张照片,说明碰撞后,B静止,A被反弹,所以碰撞发生在x=60 cm处.
(2)碰撞后A做匀速直线运动,在闪光的时间间隔内运动的距离应为20 cm,而刚反弹后到下一次闪光却只有10 cm,说明碰撞发生在第一次碰撞后时间.
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