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题型:简答题
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简答题

如图所示,质量mA=1kg的平板小车B在光滑平面上以vA=1m/s的速度向左匀速运动,质量mB=2kg的小铁块以vB=2m/s的速度水平向右滑上小车,小铁块A与小车B之间的动摩擦因数μ=0.2.若小铁块A最终刚好没有滑离小车B,以水平向右为正方向,取g=10m/s2,小铁块A可看成质点,求:

(1)小铁块A收到的摩擦力大小

(2)小车B的最终速度大小和方向

(3)小车B的长度.

正确答案

解:(1)小铁块A受到的摩擦力大小,为:f=μmAg=0.2×1×10=2N;

(2)取水平向右为正方向,小铁块A刚好没有滑离小车B,两者有共同速度v,对A、B系统,由动量守恒定律得:

mAvA-mBvB=(mA+mB)v,

代入数据解得,小车B的速度大小:v=1m/s,小车B的速度方向水平向右;

(3)设小车B的长度为L,对A、B系统,由能量守恒定律得:

代入数据解得小车长度:L=0.75m;

答:(1)小铁块A收到的摩擦力大小为2N;

(2)小车B的最终速度大小为1m/s,方向:水平向右;

(3)小车B的长度为0.75m.

解析

解:(1)小铁块A受到的摩擦力大小,为:f=μmAg=0.2×1×10=2N;

(2)取水平向右为正方向,小铁块A刚好没有滑离小车B,两者有共同速度v,对A、B系统,由动量守恒定律得:

mAvA-mBvB=(mA+mB)v,

代入数据解得,小车B的速度大小:v=1m/s,小车B的速度方向水平向右;

(3)设小车B的长度为L,对A、B系统,由能量守恒定律得:

代入数据解得小车长度:L=0.75m;

答:(1)小铁块A收到的摩擦力大小为2N;

(2)小车B的最终速度大小为1m/s,方向:水平向右;

(3)小车B的长度为0.75m.

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题型: 单选题
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单选题

A球的质量是m,B球的质量是2m,它们在光滑的水平面上以相同的动量运动.B在前,A在后,发生正碰后,A球仍朝原方向运动,但其速度是原来的一半,碰后两球的速度比vA′:vB′为(  )

A2:3

B1:3

C2:1

D1:2

正确答案

A

解析

解:设碰撞前A的速率为vA.由题,碰后A的速率为vA′=.①

以A初速度方向为正,根据动量守恒定律得:2mvA=m+2mvB

解得:vB′=

由①:②得:vA′:vB′=2:3

故选:A

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题型: 多选题
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多选题

如图所示,物体A静止在光滑的水平面上,A的左边固定有轻质弹簧,与A质量相等的物体B以速度v向A运动并与弹簧发生作用,但不粘连,A、B始终沿同一直线运动,则下列说法正确的是(  )

AA、B及弹簧组成的系统动量守恒,但机械能不守恒

BA、B分离后的速度vA=v,vB=0

C当B的速度等于零时是A、B组成的系统动能损失最大的时刻

DA和B的速度相等时是A、B组成的系统动能损失最大的时刻

正确答案

B,D

解析

解;A、两物体不受外力,故两物体及弹簧组成的系统动量守恒;由于没有其他的外力做功,系统的机械能守恒.故A错误;

B、A、B分离后:mAv=mAvA+mBvB…①

…②

整理得:vA=v,vB=0,故B正确;

C、当AB两物体速度相等时,弹簧被压到最短,此时弹性势能最大,A、B组成的系统动能损失最大的.故C错误,D正确.

故选:BD

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题型:简答题
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简答题

光滑水平面上放置一个质量为m的小物块,对小物块施加一个恒定的水平拉力F,作用时间t后撤掉拉力,小物块获得的速度为______;该小物块与前方静止的质量为2m的另一物块发生碰撞,并结合为一体,则共同体的速度为______

正确答案

解:以F的方向为正方向,对物块m,

由动量定理得:Ft=mv,解得:v=

以两物块组成的系统为研究对象,以m的初速度方向为正方向,

两物块碰撞过程动量守恒,由动量守恒定律得:

mv=(m+2m)v′,解得:v′

故答案为:

解析

解:以F的方向为正方向,对物块m,

由动量定理得:Ft=mv,解得:v=

以两物块组成的系统为研究对象,以m的初速度方向为正方向,

两物块碰撞过程动量守恒,由动量守恒定律得:

mv=(m+2m)v′,解得:v′

故答案为:

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题型:填空题
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填空题

如图所示,质量为m2=10kg的滑块静止于光滑水平面上,一小球m1=5kg,以v1=10m/s的速度与滑块相碰后以2m/s的速率被弹回.碰撞前两滑块的总动能为______J,碰撞后两滑块的总动能为______J.

正确答案

250

190

解析

解:碰撞前两个小球的总动能为:E1=m1v12=×5×102=250J.

碰撞过程动量守恒,设向右为正方向,由动量守恒定律得:

m1v1=-m1v1′+m2v2

代入数据得:v2=6m/s.

碰撞后两小球的总动能:E1=m1v12+m2v22=×5×22+×10×62=190J.

故答案为:250,190.

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,质量为M的小车静止在光滑的水平地面上,车上有2个质量均为m的小球,现用两种方式将球相对于地面以恒定速度V向右水平抛出.第一种方式是将2个小球一起抛出,第二种方式是将小球依次先后抛出.比较用上述不同方式抛完小球后小车的最终速度(  )

A第一种较大

B第二种较大

C二者一样大

D不能确定.

正确答案

C

解析

解:以车与球组成的系统为研究对象,系统所受合外力为零,

系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得,

两球同时抛出时:2mv+Mv=0,解得:v=-,负号表示方向向左,

小球依次抛出时:mv+(M+m)v′=0,mv+Mv′=(M+m)v′,

解得:v′=-,负号表示方向向左,由此可知,两种方式,车的速度相等;

故选:C.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,质量分别为mA=0.16kg和mB=0.04kg的可视为质点的A、B两个滑块中间夹一个被压缩的微小轻质弹簧,并用轻绳连接在一起,将它们放在一固定在竖直面内的光滑弧形轨道顶端,轨道顶端距离底端高h=0.80m,轨道末端水平,且与它在同一竖直面内的另一半径R=0.50m的光滑圆形轨道在最低点相切且平滑连接.现将两滑块由静止释放,当滑块刚滑入轨道最低点时轻绳突然断开,弹簧迅速将两滑块弹开,其中A滑块沿圆形轨道运动恰能通过轨道最高点,滑块B的速度变为0.不计空气阻力,g取10m/s2,求:

(1)A、B两滑块一起运动到圆形轨道最低点时速度的大小;

(2)滑块A被弹簧弹开时的速度大小;

(3)弹簧在将两滑块弹开的过程中释放的弹性势能.

正确答案

解:(1)对滑块AB下滑到圆形轨道最低点的过程运用动能定理得:

(mA+mB)gh=

解得

(2)设滑块A恰好通过圆形轨道最高点的速度为v,根据牛顿第二定律得:

mAg=

解得v=

设滑块A在圆行轨道最低点被弹出的速度为vA,对于滑块A从圆形轨道最低点运动到最高点的过程,根据机械能守恒定律得:

代入数据解得:vA=5m/s

(3)对于弹簧将两滑块弹开的过程,AB量滑块所组成的系统水平方向动量守恒,设滑块B被弹出的速度为vB,规定向右为正方向,根据动量守恒定律得:

(mA+mB)v0=mAvA+mBvB

解得vB=0

设弹簧将两滑块弹开的过程中释放的弹性势能为EP,对于弹开的过程机械能守恒,则有:

代入数据解得:EP=0.4J

答:(1)A、B两滑块一起运动到圆形轨道最低点时速度的大小为4m/s;

(2)滑块A被弹簧弹开时的速度大小为5m/s;

(3)弹簧在将两滑块弹开的过程中释放的弹性势能为0.4J.

解析

解:(1)对滑块AB下滑到圆形轨道最低点的过程运用动能定理得:

(mA+mB)gh=

解得

(2)设滑块A恰好通过圆形轨道最高点的速度为v,根据牛顿第二定律得:

mAg=

解得v=

设滑块A在圆行轨道最低点被弹出的速度为vA,对于滑块A从圆形轨道最低点运动到最高点的过程,根据机械能守恒定律得:

代入数据解得:vA=5m/s

(3)对于弹簧将两滑块弹开的过程,AB量滑块所组成的系统水平方向动量守恒,设滑块B被弹出的速度为vB,规定向右为正方向,根据动量守恒定律得:

(mA+mB)v0=mAvA+mBvB

解得vB=0

设弹簧将两滑块弹开的过程中释放的弹性势能为EP,对于弹开的过程机械能守恒,则有:

代入数据解得:EP=0.4J

答:(1)A、B两滑块一起运动到圆形轨道最低点时速度的大小为4m/s;

(2)滑块A被弹簧弹开时的速度大小为5m/s;

(3)弹簧在将两滑块弹开的过程中释放的弹性势能为0.4J.

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题型:简答题
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简答题

(2016•大连模拟)如图所示,A、B、C三个物体的质量均为m,B、C两物体与一轻随轻质弹簧相连,静止在水平地面上,弹簧劲度系数为k.物体A从距物体B某一高度h处由静止开始下落,与B相碰后立即粘在一起向下运动.当A、B向下压缩弹簧,再反弹到最高点时,物休C刚好对地面无压力.不计空气阻力且弹簧始终处与弹性限度内,求A物体开始下落时的高度h.

正确答案

解:开始时B处于平衡状态,有k△x=mg

当A下落h高度时速度为v,则有:mgh=mv2

A与B碰撞粘在一起时速度为v′,以向下为正,由动量守恒有:mv=(m+m)v′

当B与A运动到最高时,C对地面无压力,

即:k△x′=mg

可得:△x=△x′

所以最高时弹性势能与初始位置弹性势能相等.

由机械能守恒有:

(m+m)v′2=2mg(△x+△x′)

解得:h=

答:A物体开始下落时的高度h为

解析

解:开始时B处于平衡状态,有k△x=mg

当A下落h高度时速度为v,则有:mgh=mv2

A与B碰撞粘在一起时速度为v′,以向下为正,由动量守恒有:mv=(m+m)v′

当B与A运动到最高时,C对地面无压力,

即:k△x′=mg

可得:△x=△x′

所以最高时弹性势能与初始位置弹性势能相等.

由机械能守恒有:

(m+m)v′2=2mg(△x+△x′)

解得:h=

答:A物体开始下落时的高度h为

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题型:填空题
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填空题

在光滑水平面上,质量分别为2kg和1kg的两个小球分别以0.5m/s和2m/s的速度相向运动,碰撞后两物体粘在一起,则它们的共同速度大小为______m/s,方向______

正确答案

与1kg小球的初速度方向相同

解析

解:设2kg小球的速度方向为正方向,根据动量守恒:m1v1-m2v2=(m1+m2)v

2×0.5-1×2=(2+1)v

得:v=-m/s

即方向与1kg小球的初速度方向相同.

故答案为:;与1kg小球的初速度方向相同.

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题型:填空题
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填空题

如图所示,一质量为M的小车停放在光滑的水平面上,车上放着一个质量为m的物块,物块与小车间的动摩擦因数为μ,现给m一水平向右、大小为v0的瞬时速度,求物块在车上滑行所产生的热量.(设物块与车挡板碰撞时没有机械能损失)

正确答案

解析

解:物块在小车上滑行结束,它们具有相同的速度v,根据动量守恒定律,有mv0=(M+m)v.

在这一过程中,物块和小车组成的系统所减少的机械能全部转化为内能,因此有

答:物块在车上滑行所产生的热量为

下一知识点 : 碰撞
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