- 碰撞
- 共652题
用速度为v0、质量为m1的24He核轰击质量为m2的静止的714N核,发生核反应,最终产生两种新粒子A和B。其中A为817O核,质量为m3,速度为v3;B的质量为m4。
(1)计算粒子B的速度vB。
(2)粒子A的速度符合什么条件时,粒子B的速度方向与He核的运动方向相反。
正确答案
解:(1)由动量守恒定律有:m1v0=m3v3+m4vB 解得:vB=
(2)B的速度与He核的速度方向相反,即:m1v0-m3v3<0
解得:v3>
在光滑的水平面上,质量为m1的小球A以速率v0向右运动。在小球的前方O点处有一质量为m2的小球B处于静止状态,如图所示。小球A与小球B发生正碰后小球A、B均向右运动。小球B被在Q点处的墙壁弹回后与小球A在P点相遇,PQ=1.5PO。假设小球间的碰撞及小球与墙壁之间的碰撞都是弹性的,求两小球质量之比m1/m2。
正确答案
解:从两小球碰撞后到它们再次相遇,小球A和B的速度大小保持不变,根据它们通过的路程,可知小球B和小球A在碰撞后的速度大小之比为4∶1
两球碰撞过程有:
解得:
(选修3-5选做题)
如图所示,A、B、C三物块的质量均为m,置于光滑的水平台面上。B、C间夹有原已完全压紧而不能再压缩的弹簧,两物块用细绳相连,使弹簧不能伸展。物块A以初速度v0沿B、C连线方向向B运动,相碰后,A与B、C粘合在一起,然后连接B、C的细绳因受扰动而突然断开,弹簧伸展,从而使C与A、B分离,脱离弹簧后C的速度为2v0。求:
(1)A、B碰后A的速度;
(2)弹簧所释放的势能△E。
正确答案
解:(1)对A、B、C由动量守恒定律得nmv0=3mv
A、B碰后A的速度为
(2)对A、B、C由动量守恒定律得3mv=2mv1+m×2v0
甲、乙两个物体在同一直线上同向运动,甲物体在前、乙物体在后,甲物体质量为2kg,速度是1m/s,乙物体质量是4kg,速度是3m/s。乙物体追上甲物体发生正碰后,两物体仍沿原方向运动,而甲物体的速度为3m/s,乙物体的速度是多少?
正确答案
2m/s
在某次冰壶比赛中,运动员将一冰壶甲以4m/s速度推出,与正前方另一静止的相同质量的冰壶乙发生对心正碰,碰撞后冰壶乙以3m/s速度沿向前滑行,方向与冰壶甲运动方向相同。
(1)求碰后瞬间冰壶甲的速度;
(2)试通过计算说明该碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞。
正确答案
解:(1)由动量守恒得m×4=m×3+mv甲′
得碰后瞬间冰壶甲的速度为v甲′=1m/s
(2)通过计算判断碰撞前后的机械能关系,得E前>E后
该碰撞为非弹性碰撞
如图所示,在水平光滑直导轨上,静止着三个质量均为m=1kg的相同小球A、B、C,现让A球以v0=2m/s的速度向着B球运动,A、B两球碰撞后黏合在一起,两球继续向右运动并跟C球碰撞,C球的最终速度vc=1m/s。
(1)两球跟球相碰前的共同速度多大?
(2)两次碰撞过程中一共损失了多少动能?
正确答案
解:(1)A、B相碰满足动量守恒
得两球跟C球相碰前的速度v1=1m/s
两球与C碰撞同样满足动量守恒
得两球碰后的速度v2=0.5m/s
(2)两次碰撞损失的动能=1.25J
质量为3 kg的小球A在光滑水平面上以6m/s的速度向右运动,恰遇上质量为5 kg的小球B以4 m/s的速度向左运动,碰撞后B球恰好静止,求碰撞后A球的速度。
正确答案
解:两球都在光滑水平面上运动,碰撞过程中系统所受合外力为零,因此系统动量守恒,取A球初速度方向为正,由动量守恒定律有
mAvA+mBvB=mAvA'
解得≈-0.67 m/s,负号表明速度方向与正方向相反
即碰后A球速度大小为0.67 m/s,方向向左
如图所示,游乐场上,两位同学各驾着一辆碰碰车迎面相撞,此后,两车以共同的速度运动。设甲同学和他的车的总质量为150 kg,碰撞前向右运动,速度的大小为4.5 m/s;乙同学和他的车的总质量为200 kg,碰撞前向左运动,速度的大小为3.7 m/s.求碰撞后两车共同的运动速度。
正确答案
解:本题的研究对象为两辆碰碰车(包括驾车的同学)组成的系统,在碰撞过程中此系统的内力远远大于所受的外力,外力可以忽略不计,满足动量守恒定律的适用条件,设甲同学的车碰撞前的运动方向为正方向,他和车的总质量m1=150 kg,碰撞前的速度v1=4.5m/s;乙同学和车的总质量m2=200 kg,碰撞前的速度v2=-3.7m/s;设碰撞后两车的共同速度为v,则
系统碰撞前的总动量为:p=m1v1+m2v2=150×4.5 kg·m/s+200×(-3.7)kg·m/s= -65 kg·m/s
碰撞后的总动量为p'=(m1+m2)v
根据动量守恒定律可知p=p',代入数据解得v=-0.186 m/s
即碰撞后两车以v=0.186 m/s的共同速度运动,运动方向向左
质量为m1=2kg的物体与质量为m2(具体数值未知)的物体在光滑水平面上正碰,碰撞时间忽略不计,其位移-时间图像如图所示问:
(1)m2为多少千克?
(2)m1物体碰撞后动量增量的大小是多少?
(3)通过计算判断,两物体的碰撞是否是弹性碰撞?
正确答案
解:(1)
解得m2=6Kg
(2)-12Kg·m/s
m1物体碰撞后动量增量的大小是12Kg·m/s
(3)碰前总动能=16J ;
碰后总动能=16J ,故是弹性碰撞。
动量分别为5kgm/s和6kgm/s的小球A、B沿光滑平面上的同一条直线同向运动,A追上B并发生碰撞后.若已知碰撞后A的动量减小了2kgm/s,而方向不变,那么A、B质量之比的可能范围是什么?
正确答案
A能追上B,说明碰前vA>vB,
则 ;………………….3分
碰后A的速度不大于B的速度, ;………………….3分
又因为碰撞过程系统动能不会增加, ……….3分
由以上不等式组解得:………………….1分
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