- 对心碰撞和非对心碰撞、散射
- 共327题
【选修3-5选做题】
在光滑的水平面上,甲、乙两物质的质量分别为m1、m2,它们分别沿东西方向的一直线相向运动,其中甲物体以速度6m/s由西向东运动,乙物体以速度2m/s由东向西运动,碰撞后两物体都沿各自原运动方向的反方向运动,速度大小都是4m/s。求:
(1)甲、乙两物体质量之比;
(2)通过计算说明这次碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞。
正确答案
(1)3/5
(2)弹性碰撞
(1)以下有关近代物理内容的若干叙述中,正确的是
[ ]
A、一束光照射到某金属表面时,能发生光电效应,此时若减弱照射光的强度,则很有可能不能发生光电效应
B、物质波既是一种电磁波,又是一种概率波
C、氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放一定频率的光子,同时电子的动能增加,电势能减小
D、在核聚变反应中,由于要释放能量,发生质量亏损,所以聚变后的原子的总质量数要减少
(2)第一代核反应堆以铀235为裂变燃料,而在天然铀中占99%的铀238不能被利用,为了解决这个问题,科学家们研究出快中子增殖反应堆,使铀238变成高效核燃料。在反应堆中,使用的核燃料是钚239,裂变时释放出快中子,周围的铀238吸收快吕子后变成铀239,铀239()很不稳定,经过_______________次β衰变后变成钚239(
),写出该过程的核反应方程式:______________________________。
(3)如图所示,位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视为质点,质量分别为m和3m。Q与轻弹簧相连,若Q静止,P以某一速度v向Q运动,并与弹簧发生碰撞。求P、Q速度相等时两者的速度是多大?此时弹簧弹性势能多大?
正确答案
(1)C
(2)两次,
(3)由动量守恒:
得:v1=v/4
则
左端固定在墙壁上的轻弹簧将一质量为M的小物块A弹出,物块A离开弹簧后与一质量为m的静止在水平地面上的小物块B发生弹性正碰,如图所示,一切摩擦均不计,为使二者至少能发生两次碰撞,则m与M的比值应满足什么条件?
正确答案
解:设A与B碰撞前的速度为v0,碰后A与B的速度分别为v1与v2,由动量守恒及机械能守恒定律有:
Mv0=Mv1+mv2
令m与M的比为k,由此解得:
为使A碰后能返回,要求v1<0,即k>1
为使A返回再能追上B,应有-v1>v2,k-l >2,即k>3
即为使二者至少能发生两次碰撞,则m与M的比值要大于3
如图所示,物体A、B的质量分别是和
,用轻弹簧相连结放在光滑的水平面上,物体B左侧与竖直墙相接触。另有一个物体C从t=0时刻起以一定的速度向左运动,在t=0.5s时刻与物体A相碰,碰后立即与A粘在一起不再分开。物体C的v-t图象如图所示。试求:
(1)物块C的质量m3;
(2)在5.0s到15s的时间内物块A的动量变化的大小和方向。
正确答案
解:(1)根据图象可知,物体C与物体A相碰前的速度为:v1=6m/s
相碰后的速度为:v2=2m/s
根据动量守恒定律得:
解得:m3=2.0kg
(2)规定向左的方向为正方向,在第5.0s和第15s末物块A的速度分别为:v2=2m/s,v3=-2m/s
所以物块A的动量变化为:
即在5.0s到15s的时间内物块A动量变化的大小为:16kg·m/s,方向向右
下面是一个物理演示实验,它显示:图中自由下落的物体A和B经反弹后,B能上升到比初始位置高得多的地方。A是某种材料做成的实心球,质量m1=0.28kg,在其顶部的凹坑中插着质量m2=0.10kg的木棍B。B只是松松地插在凹坑中,其下端与坑底之间有小空隙。将此装置从A下端离地板的高度H=1.25m处由静止释放。实验中,A触地后在极短时间内反弹,且其速度大小不变;接着木棍B脱离球A开始上升,而球A恰好停留在地板上。重力加速度g=10m/s2。求:
(1)实心球A与地面碰撞之前瞬间的速度;
(2)木棍B上升的高度。
正确答案
解:根据题意,A碰地板后,反弹速度的大小v1等于它下落到地面时速度的大小,即
v1=
A刚反弹后,速度向上,立刻与下落的B碰撞,碰前B的速度
v2=
由题意,碰后A速度为零,以v2′表示B上升的速度,根据动量守恒,有
m1v1-m2v2=m2v2′
令h表示B上升的高度,有
h=v2′2/2g
由以上各式并代入数据,得
h=4.05m
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