- 动量守恒定律
- 共6204题
如图所示,质量为M的盒子放在光滑的水平面上,盒子内表面不光滑,盒内放有一块质量为m的物体,某时刻给物体一个水平向右的初速度v0,那么在物体与盒子前后壁多次往复碰撞后( )
正确答案
解析
解:选物体与小车组成的系统为研究对象,由水平方向动量守恒得:
mv0=(M+m)v
所以:v=v0
v方向与v0同向,即方向水平向右.
故选:D
如图所示,在高为H=5m的光滑平台左边缘上,放着一个质量mB=6kg的钢球B,B的右侧有一光滑斜槽C(末端与平台相切,不固定),其质量mC=l0kg,现有一质量mA=3kg的钢球A,以v0=10m/s的水平速度与在极短的时间内与B发生正碰被反弹,落地点为距离平台左边缘的水平距离为L=2m的P点处.求:B球落地点到P的距离.(g=10m/s2,不计空气阻力和一切摩擦,钢球A、B都看成质点且A、B落地后均不再弹起).
正确答案
解:A球离开平台后做平抛运动,
在竖直方向上:H=gt2,
水平方向上:L=vAt,
联立并代入数据解得:vA=2m/s,
A球与B球碰撞过程动量,以A的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
mAv0=-mAvA+mBvB,
解得:vB=6m/s,
B与C发生作用过程B与C组成的系统动量守恒,以B的速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
(弹性碰撞)后设B返回的速度为VB,C的速度为VC
mBvB=mBvB′+mCvC,
由机械能守恒定律得:mBvB2=
mBvB′2+
mBvC2,
代入数据解得:vC=1.5m/s,
B离开平台后组平抛运动,
在竖直方向上:H=gt2,
水平方向上:xC=vB′t,
B球落地点到P的距离:x=L-vB′t,
解得:x=0.5m;
答:B球落地点到P的距离为0.5m.
解析
解:A球离开平台后做平抛运动,
在竖直方向上:H=gt2,
水平方向上:L=vAt,
联立并代入数据解得:vA=2m/s,
A球与B球碰撞过程动量,以A的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
mAv0=-mAvA+mBvB,
解得:vB=6m/s,
B与C发生作用过程B与C组成的系统动量守恒,以B的速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
(弹性碰撞)后设B返回的速度为VB,C的速度为VC
mBvB=mBvB′+mCvC,
由机械能守恒定律得:mBvB2=
mBvB′2+
mBvC2,
代入数据解得:vC=1.5m/s,
B离开平台后组平抛运动,
在竖直方向上:H=gt2,
水平方向上:xC=vB′t,
B球落地点到P的距离:x=L-vB′t,
解得:x=0.5m;
答:B球落地点到P的距离为0.5m.
如图所示,质量为3m的木块静止放置在光滑水平面上,质量为m的子弹(可视为质点)以初速度v0水平向右射入木块,穿出木块时速度变为
v0,试求:
①子弹穿出木块后,木块的速度大小;
②子弹穿透木块的过程中产生的热量.
正确答案
解:①设子弹穿出木块后,木块的速度大小为v,设向右方向为正方向,由动量守恒定律得:
mv0=3m•v+m×v0,
解得:v=;
②设子弹穿透木块的过程中,产生的热量为Q,由能量守恒定律得:
Q=mv02-
m
-
×3m
=
mv02;
答:①子弹穿出木块后,木块的速度大小为;
②子弹穿透木块的过程中产生的热量为mv02.
解析
解:①设子弹穿出木块后,木块的速度大小为v,设向右方向为正方向,由动量守恒定律得:
mv0=3m•v+m×v0,
解得:v=;
②设子弹穿透木块的过程中,产生的热量为Q,由能量守恒定律得:
Q=mv02-
m
-
×3m
=
mv02;
答:①子弹穿出木块后,木块的速度大小为;
②子弹穿透木块的过程中产生的热量为mv02.
在光滑的水平面上,质量为2kg的甲球以速度v0与乙球发生正碰,碰撞后,乙球的动量减少了6kg•m/s,则碰后甲球的速度为( )
正确答案
解析
解:选取甲与乙为研究的系统,甲运动的运动为正方向,甲与乙碰撞过程中动量守恒,由动量守恒定律得:P初=P末
碰撞后,乙球的动量减少了6kg•m/s,所以碰后甲球的动量增加6kg•m/s
根据:P=mv得:
故选:B
在高速公路上发生一起交通事故,一辆质量为15000kg向南行驶的长途客车迎面撞上了一辆质量为3000kg向北行驶的卡车,碰后两车接在一起并停止,根据测速仪的测定,长途客车碰前以20m/s的速度行驶,由此可判断卡车碰前的行驶速率为______.
正确答案
100m/s
解析
解:两车碰撞过程系统动量守恒,以客车的速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
mv-Mv′=0,
代入数据解得:v′==
=100m/s;
故答案为:100m/s.
如图所示,质量均为m的A、B两球之间系着一根不计质量的弹簧,放在光滑的水平面上,A球紧靠竖直墙壁,今用水平力F将B球向左推压弹簧,平衡后,突然将F撤去,以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B撤去F前,弹簧的弹力大小等于F,将F撤去瞬间,弹簧的弹力没有变化,则知A球的受力情况没有变化,其合力仍为零,加速度为零,B球的合力大小等于F,方向方向向右,则其加速度大小为.故A错误,B正确.
C、在弹簧第一次恢复原长后,弹簧对A有向右的拉力,A才离开墙壁.故C错误.
D、在A离开墙壁后,弹簧伸长,则A向右做加速运动、B向右做减速运动.故CD均错误.
故选B
一炮弹质量为m,以一定倾角斜向上发射,到达最高点的速度为V,炮弹在最高点爆炸成两块,其中一块以速度大小为V沿原轨道返回,质量为,则另一块爆炸后的瞬间飞行速度大小为______,方向______.
正确答案
3v
与初速度方向相同
解析
解:炮弹爆炸过程中动量守恒,爆炸后一块弹片沿原轨道返回,则该弹片速度大小为v,方向与原方向相反,
设另一块爆炸后瞬时速度大小为v1,由题意知,爆炸后两弹片的质量均为,
设速度v的方向为正,由动量守恒定律得:mv=-mv+
mv1,解得:v1=3v,方向与炮弹的初速度方向相同.
故答案为:3v,与初速度方向相同.
质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,A球的动量是7kg•m/s,B球的动量是5kg•m/s,当A球追上B球发生碰撞,则碰撞后A、B两球的动量可能值是( )
正确答案
解析
解:A、根据碰撞过程总动能不增加,则有+
≤
+
,
解得:mA≤mB,满足mA=mB,故A正确;
B、根据碰撞过程总动能不增加,则有+
≤
+
,解得:mA≤
mB,不满足mA=mB,故B错误;
C、根据碰撞过程总动能不增加,则有+
≤
+
,解得:mA≤
mB,不满足mA=mB,故C错误;
D、碰前系统动量是12kg•m/s,碰后系统动量为13kg•m/s,不满足系统动量守恒,故D错误,
故选:A.
如图所示,光滑水平面上一质量为M、长为L的木板右端靠竖直墙壁.质量为m的小滑块(可视为质点)以水平速度v0滑上木板的左端,滑到木板的右端时速 度恰好为零.
①求小滑块与木板间的摩擦力大小;
②现小滑块以某一速度v滑上木板的左端,滑到木板的右端时与竖直墙壁发生弹性碰 撞,然后向左运动,刚好能够滑到时木板左端而不从木板上落下,试求的值.
正确答案
解:①小滑块以水平速度0右滑时,根据动能定理得:
-fL=0-
解得:f=
②小滑块以速度滑上木板到运动至碰墙时速度为1,则有
-fL=-
滑块与墙碰后至向左运动到木板左端,此时滑块、木板的共同速度为2,则根据动量守恒和能量守恒有:
mv1=(m+M)v2,
fL=-
上述四式联立,解得:=
答:①小滑块与木板间的摩擦力大小为;
②现小滑块以某一速度v滑上木板的左端,滑到木板的右端时与竖直墙壁发生弹性碰撞,然后向左运动,刚好能够滑到时木板左端而不从木板上落下,的值为
.
解析
解:①小滑块以水平速度0右滑时,根据动能定理得:
-fL=0-
解得:f=
②小滑块以速度滑上木板到运动至碰墙时速度为1,则有
-fL=-
滑块与墙碰后至向左运动到木板左端,此时滑块、木板的共同速度为2,则根据动量守恒和能量守恒有:
mv1=(m+M)v2,
fL=-
上述四式联立,解得:=
答:①小滑块与木板间的摩擦力大小为;
②现小滑块以某一速度v滑上木板的左端,滑到木板的右端时与竖直墙壁发生弹性碰撞,然后向左运动,刚好能够滑到时木板左端而不从木板上落下,的值为
.
如图所示,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,Q点处为一竖直的墙壁.小球A与小球B发生弹性碰撞后两小球均向右运动,小球B与墙壁碰撞后原速率返回并与小球A在P点相遇,
=2
,则两小球质量之比m1:m2为( )
正确答案
解析
解:设A、B两个小球碰撞后的速度分别为v1、v2,由动量守恒定律有:
m1v0=m1v1+m2v2…①
由能量守恒定律有:=
②
两个小球碰撞后到再次相遇,其速度率不变,由运动学规律有:
v1:v2==1:5…③
联立①②③,代入数据解得:m1:m2=5:3
故选:D
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