- 动量守恒定律
- 共6204题
质量分别为m1、m2的小球在一直线上相碰,它们在碰撞前后的位移时间图象如图所示,若m2=3kg,则m1等于( )
正确答案
解析
解:碰撞前m2是静止的,m1的速度为:v1==
=4m/s,
碰后m1的速度:v1′==
=-2m/s,
m2的速度:v2′==
=2m/s,
以碰撞前m1的速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
m1v1=m1v1′+m2v2′,
代入数据解得:m1=1kg;
故选:A.
如图,三个质量相同的滑块A、B、C,间隔相等地静置于同一水平直轨道上.现给滑块A向右的初速度v0,一段时间后A与B发生碰撞,碰后A、B分别以
v0、
v0的速度向右运动,B再与C发生碰撞,碰后B、C粘在一起向右运动.滑块A、B与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值.两次碰撞时间均极短.求B、C碰后瞬间共同速度的大小.
正确答案
解:设滑块是质量都是m,A与B碰撞前的速度为vA,选择A运动的方向为正方向,碰撞的过程中满足动量守恒定律,得:
mvA=mvA′+mvB′
设碰撞前A克服轨道的阻力做的功为WA,由动能定理得:
设B与C碰撞前的速度为vB,碰撞前B克服轨道的阻力做的功为WB,
由于质量相同的滑块A、B、C,间隔相等地静置于同一水平直轨道上,滑块A、B与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值,所以:WB=WA
设B与C碰撞后的共同速度为v,由动量守恒定律得:
mvB″=2mv
联立以上各表达式,代入数据解得:
答:B、C碰后瞬间共同速度的大小是.
解析
解:设滑块是质量都是m,A与B碰撞前的速度为vA,选择A运动的方向为正方向,碰撞的过程中满足动量守恒定律,得:
mvA=mvA′+mvB′
设碰撞前A克服轨道的阻力做的功为WA,由动能定理得:
设B与C碰撞前的速度为vB,碰撞前B克服轨道的阻力做的功为WB,
由于质量相同的滑块A、B、C,间隔相等地静置于同一水平直轨道上,滑块A、B与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值,所以:WB=WA
设B与C碰撞后的共同速度为v,由动量守恒定律得:
mvB″=2mv
联立以上各表达式,代入数据解得:
答:B、C碰后瞬间共同速度的大小是.
如图,在光滑水平面上有一质量为M=4kg且足够长的木板,一质量为m=0.9kg的木块放于木板左端,木块与木板间动摩擦因数为μ=0.2,开始时木块与木板间均处于静止状态.现在一质量为m0=0.1kg的子弹以速度为v0=100m/s水平射入木块且未穿出,设子弹射入木块过程时间极短,求木块在木板上相对木板滑行的距离s.
正确答案
解:子弹射入木块的过程中,子弹和木块组成的系统动量守恒,根据动量守恒定律得:
m0v0=(m+m0)v
解得:v=
当木块和木板速度相等时,两者相对静止,
根据牛顿第二定律得:
木块的加速度
木板的加速度
设经过时间t,两者速度相当,则有
v+a1t=a2t
解得:t=
则此过程中,木块运动的位移,
木板运动的位移,
则木块在木板上相对木板滑行的距离s=x1-x2=24-3.5=20.5m
答:木块在木板上相对木板滑行的距离为20.5m.
解析
解:子弹射入木块的过程中,子弹和木块组成的系统动量守恒,根据动量守恒定律得:
m0v0=(m+m0)v
解得:v=
当木块和木板速度相等时,两者相对静止,
根据牛顿第二定律得:
木块的加速度
木板的加速度
设经过时间t,两者速度相当,则有
v+a1t=a2t
解得:t=
则此过程中,木块运动的位移,
木板运动的位移,
则木块在木板上相对木板滑行的距离s=x1-x2=24-3.5=20.5m
答:木块在木板上相对木板滑行的距离为20.5m.
如图所示,质量M=1.5kg的小车静止于光滑水平面上并靠近固定在水平面上的桌子右边,其上表面与水平桌面相平,小车的左端放有一质量为0.5kg的滑块Q.水平放置的轻弹簧左端固定,质量为0.5kg的小物块P置于桌面上的A点并与弹簧的右端接触,此时弹簧处于原长.现用水平向左的推力将P缓慢推至B点(弹簧仍在弹性限度内)时,推力做的功为WF=4J,撤去推力后,P沿光滑的桌面滑到小车左端并与Q发生弹性碰撞,最后Q恰好没从小车上滑下.已知Q与小车表面间动摩擦因数μ2=0.1.(g=10m/s2)
(1)Q刚在小车上滑行时的初速度v0;
(2)小车的长度至少为多少才能保证滑块Q不掉下?
正确答案
解:(1)压缩弹簧做功时,弹簧的弹性势能EP=WF,当弹簧完全推开物块P时有:
EP=,得v=4m/s,
∵P、Q之间发生弹性碰撞,
∴有:mpv=mpv‘+mQv0,
,
根据以上两式解得:v0=v=4m/s,v'=0
(2)滑块Q在小车上滑行,做匀减速运动,加速度大小为
小车开始做初速度为零的匀加速运动,加速度大小为
小车和滑块达到相等速度时不掉下来就不会掉下来,达到共同速度的时间为t,则有:
v0-aQt=aMt
解得,t=3s
∴小车的长度L为:v0t-
解得 L=6m
答:
(1)Q刚在小车上滑行时的初速度v0为4m/s.
(2)小车的长度至少为6m才能保证滑块Q不掉下.
解析
解:(1)压缩弹簧做功时,弹簧的弹性势能EP=WF,当弹簧完全推开物块P时有:
EP=,得v=4m/s,
∵P、Q之间发生弹性碰撞,
∴有:mpv=mpv‘+mQv0,
,
根据以上两式解得:v0=v=4m/s,v'=0
(2)滑块Q在小车上滑行,做匀减速运动,加速度大小为
小车开始做初速度为零的匀加速运动,加速度大小为
小车和滑块达到相等速度时不掉下来就不会掉下来,达到共同速度的时间为t,则有:
v0-aQt=aMt
解得,t=3s
∴小车的长度L为:v0t-
解得 L=6m
答:
(1)Q刚在小车上滑行时的初速度v0为4m/s.
(2)小车的长度至少为6m才能保证滑块Q不掉下.
(1)下列叙述正确的有______
A.光电效应和康普顿效应都证实了光具有粒子性
B.卢瑟福在α粒子散射实验的基础上,提出了原子的核式结构模式
C.紫外线照射某金属表面时发生了光电效应,则红外线也一定可以使该金属发生光电效应
D.氡的半衰期为3.8天,若取 4个氡原子核,经过7.6天后就一定只剩下一个氡原子核
(2)在光滑水平面上放着两块质量都是m的木块A和B,中间用一根劲度倔强系数为k的轻弹簧连接着,如图,现从水平方向射来一颗子弹,质量为m/4,速度为v0,射中木块A后留在其中.
求:①在击中A瞬间木块A和B的速度分别为多少?
②在以后运动中弹簧的最大弹性势能是多少?
③在以后运动中A的最小速度和B的最大速度分别是多少?
正确答案
AB
解析
解:(1)A、光电效应说明光具有能量,康普顿效应说明光不仅有能量还有动量,能量和动量都是粒子的特征,因此光电效应和康普顿效应都证实了光具有粒子性.故A正确.
B、卢瑟福用α粒子轰击原子而产生散射的实验,在分析实验结果的基础上,他提出了原子核式结构模型.故B正确.
C、能发生光电效应的条件是入射光的频率比该金属的极限频率大,红光的频率比紫光小,所以紫外线照射某金属表面时发生了光电效应,则红外线不一定可以使该金属发生光电效应.故C错误.
D、半衰期是大量原子核的统计规律,对单个原子核不适用.故D错误.
故选A B.
(2)①在子弹击中A瞬间,弹簧没有发生发生形变,B的速度没有发生变化.故vB=0.
对子弹和A,由系统的动量守恒得:
解得:
②当三者共速时,弹性势能最大.
对系统,由系统动量守恒得
由机械能守恒得
解得
③当弹簧恢复原长时,A速度最小,B速度最大.
由系统动量守恒得
由机械能守恒得
解得
答::①在击中A瞬间木块A的速度为,B的速度为0.
②在以后运动中弹簧的最大弹性势能为
③在以后运动中A的最小速度为,B的最大速度为
.
如图所示在足够长的光滑水平面上有一静止的质量为M的斜面,斜面表面光滑、高度为h、倾角为θ.一质量为m(m<M)的小物块以一定的初速度沿水平面向右运动,不计冲上斜面过程中的机械能损失.如果斜面固定,则小物块恰能冲到斜面的顶端.如果斜面不固定,则小物块冲上斜面后能达到的最大高度为( )
正确答案
解析
解:斜面固定时,由动能定理得:
-mgh=0-,
所以;
斜面不固定时,由水平方向动量守恒得:
mv0=(M+m)v,
由机械能守恒得:
=
+mgh′
解得:.
故选D
如图甲所示,A、B两物体在光滑水平面上发生正碰,碰撞前后物体A、B都在同一直线上运动,A、B的位移-时间图象分别对应图乙中的OPN和MPN,已知A物体的质量mA=0.1kg,求:
(1)碰撞前后A、B两物体的速度大小;
(2)B物体的质量mB;
(3)A、B物体碰撞过程中损失的机械能.
正确答案
解:(1)由乙图所示可得:
碰前A物体的速度:vA==4m/s,
碰前B物体的速度:vB=0
碰后A、B两物体的共同速度wei:;
(2)两物体碰撞过程系统动量守恒,以A的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
mAvA=(mA+mB)v,
代入数据解得:B物体的质量:mB=0.3kg;
(3)由能量守恒定律得,A、B物体碰撞过程中损失的机械能:
,
代入数据解得:△E=0.6J;
答:(1)碰撞前后A的速度大小分布为:4m/s、1m/s,B的速度大小分布为0m/s、1m/s;
(2)B物体的质量mB为0.3kg;
(3)A、B物体碰撞过程中损失的机械能为0.6J.
解析
解:(1)由乙图所示可得:
碰前A物体的速度:vA==4m/s,
碰前B物体的速度:vB=0
碰后A、B两物体的共同速度wei:;
(2)两物体碰撞过程系统动量守恒,以A的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
mAvA=(mA+mB)v,
代入数据解得:B物体的质量:mB=0.3kg;
(3)由能量守恒定律得,A、B物体碰撞过程中损失的机械能:
,
代入数据解得:△E=0.6J;
答:(1)碰撞前后A的速度大小分布为:4m/s、1m/s,B的速度大小分布为0m/s、1m/s;
(2)B物体的质量mB为0.3kg;
(3)A、B物体碰撞过程中损失的机械能为0.6J.
如图,小球B质量为10kg,静止在光滑水平面上,小球A质量为5kg以10m/s的速率向右运动,并与小球B发生正碰,碰撞后A球以2m/s的速率反向弹回,则碰后B求得速率和这次碰撞的性质,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:取小球A开始运动的方向为正方向.碰撞前两个小球的总动能:
E1=m1v12=
×5×102=250J.
碰撞过程动量守恒,由动量守恒定律得:
m1v1=-m1v1′+m2v2,
解得:v2==
m/s=6m/s.
碰撞后两小球的总动能:E1=m1v1′2+
m2v22=
×5×22+
×10×62=190J.
因为E1>E2,有能量损失,是非弹性碰撞.
故选:C
某人站在静浮于水面的船上,从某时刻开始从船头走向船尾,不计水的阻力,那么在这段时间内人和船的运动情况是( )
正确答案
解析
解:人和船组成的系统动量守恒.设人的质量为m,瞬时速度为v,船的质量为M,瞬时速度为v‘.人走的方向为正方向
0=mv-Mv'
解得:mv=Mv',即,所以人匀速行走,船匀速后退,两者速度大小与它们的质量成反比,故A正确,C错误;
人和船相互作用力大小相等,方向相反,故船与人的加速度分别为和
,加速度与它们质量成反比,故B错误;
人和船组成的系统动量守恒,系统初始动量为0,所以人走走停停,船退退停停,两者动量总和总是为零,当人在船尾停止运动后,船的速度也为零,故D错误.
故选:A
A.一个质量为0.5kg的小球A以2.0m/s的速度和原来静止在光滑水平面上的质量为1.0kg的另一小球B发生正碰,碰后A以0.2m/s的速度被弹回,碰后两球的总动量为______kg•m/s,B球的速度为______m/s.
22B.若测得“嫦娥二号”在月球(可视为密度均匀的球体)表面附近圆形轨道运动的周期为T,已知万有引力恒量为G,半径为R的球体体积公式V=πR3,则“嫦娥二号”的角速度为______,估算月球的密度为______.(用已知字母表示)
正确答案
1
1.1
解析
解:A、碰后两球的总动量等于碰前两球的总动量,所以总动量P=mAvA=0.5×2kg.m/s=1kg.m/s.
根据动量守恒定律得,mAvA=mAvA′+mBvB,0.5×2=0.5×(-0.2)+1×vB,解得vB=1.1m/s.
B、嫦娥二号的角速度ω=.
根据万有引力提供向心力,,解得M=
.
则密度.
故答案为:A、1,1.1.B、,
.
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