- 动量守恒定律
- 共6204题
质量为M的木块静止在光滑水平面上,质量为m的子弹沿水平方向入射木块,并留在木块中,从子弹开始进入木块到子弹与木块保持相对静止这段时间内,子弹和木块相对地的位移分别为,则
为多少?
正确答案
∴
一个质量 ,沿水平方向飞行的炮弹具有动能
,突然爆炸成质量相等的两块,若其中一块沿原方向飞行,其动能为
,求另一碎片的动能和飞行方向?
窗体顶端
正确答案
向前
爆炸时水平方向动量守恒,。式中
,
,因此
(向前),
某同学的质量为60kg,在一次野营中,他从岸上以2m/s的速度,跳到一条以0.5m/s的速度正对着他飘来的小船上,跳上船后他又走了几步,最终停在船上。已知小船的质量为140kg,则人与小船共同运动的速度大小为_______m/s,运动方向为________。(填“向左”或“向右”)
正确答案
0.25m/s;向右
小船和人动量守恒,设人的速度方向为正方向,所以,则人与小船共同运动的速度大小为
,因为速度为正值,所以说明共同速度方向,与人的方向相同,根据图可知向右
故答案为:0.25 ,向右
质量相等的五个物块在光滑水平面上间隔一定距离排成一直线。具有初动能Eo的物块1向其它4个静止物块运动,依次发生碰撞,每次碰撞后不再分开,最后5个物块粘成一整体,这个整体的动能等于____________________。
正确答案
Eo/25m
对5个物块组成的系统研究,设碰撞结束5个物块黏成一体时的速度为v1,据动量守恒定律得:mv0=5mv1,解得v1=v0,则E=
.
如图所示,光滑水平面上有A、B、C三个物块,质量分别为mA = 2.0kg,mB = 1.0kg,mC = 1.0kg.现用一轻弹簧将A、B两物块连接,并用力缓慢压缩弹簧使A、B两物块靠近,此过程外力做108J的功(弹簧仍处于弹性限度内),然后同时释放A、B,弹簧开始逐渐变长,当弹簧刚好恢复原长时,C恰以4m/s的速度迎面与B发生碰撞并粘连在一起.求:
(1)弹簧刚好恢复原长时(B与C碰撞前)A和B物块速度的大小.
(2)当弹簧第二次被压缩时,弹簧具有的最大弹性势能.
正确答案
(1)弹簧刚好恢复原长时,A和B物块速度的大小分别为υA、υB.
由动量守恒定律有:0 = mAυA - mBυB
此过程机械能守恒有:Ep = mAυ+
mBυ
又 Ep=108J
解得:υA=6m/s,υB = 12m/s,A的速度向右,B的速度向左.
(2)C与B碰撞时,C、B组成的系统动量守恒,设碰后B、C粘连时速度为υ′,则有:
mBυB -mCυC = (mB+mC)υ′, 代入数据得υ′ = 4m/s,方向向左.
此后A和B、C组成的系统动量守恒,机械能守恒,当弹簧第二次压缩最短时,弹簧具有的弹性势能最大,设为Ep′,且此时A与B、C三者有相同的速度,设为υ,由动量守恒有:mAυA -(mB+mC)υ′ = (mA+mB+mC)υ,代入数据得υ = 1m/s,υ的方向向右.
由机械能守恒有:mAυ+
(mB+mC)υ′2 = Ep′+
(mA+mB+mC)υ2
代入数据得E′p=50J.
略
(12分)如图所示,小车A、B的质量均为m,小车B静止于水平轨道上,其左端固定一根轻弹簧,小车A从高出水平轨道h处由静止开始沿曲轨道滑下,在水平轨道上与小车B发生相互作用.轨道是光滑的.求:
(1)A车沿曲轨道刚滑到水平轨道时的速度大小v0;
(2)弹簧的弹性势能最大时A车的速度v和弹簧的弹性势能Ep 。
正确答案
(1)
(2)
(1)小车A从曲轨道滑下过程中机械能守恒,故有
(2分)
得: (2分)
(2)弹性势能最大时,二者具有相同的速度,满足动量守恒,有
(2分)
由于碰撞时机械能守恒,得: (2分)
整理得: (2分)
(2分)
如图5-6所示浮动起重机从岸上吊起m=2t的重物。开始时浮吊起重杆OA与竖直方向成60°角,当转至杆与竖直方向成30°角时,求起重机的水平方向的位移。设浮吊质量为20t,起重杆长l=8m,水的阻力与杆重均不计。
正确答案
起重机的水平向左的位移为0.266m
浮吊与重物组成的系统水平方向不受外力,动量守恒且初总动量为零,为一人船模型,则:
解得x=0.266m,即起重机的水平向左的位移为0.266m。
((9分)如图所示,在光滑水平地面上有一质量为2m的长木板,其左端放有一质量为m的重物(可视为质点),重物与长木板之间的动摩擦因数为。开始时,长木板和重物都静止,现在给重物以初速度v0,设长木板撞到前方固定的障碍物前,长木板和重物的速度已经相等。已知长木板与障碍物发生弹性碰撞,为使重物始终不从长木板上掉下来,求长木板的长度L至少为多少?(重力加速度为g)
正确答案
试题分析:碰撞前,长木板和重物的共同速度为v1
由动量守恒定律得: (2分)
碰撞后瞬间,长木板以v1反弹,最终两者的共同速度为v2
由动量守恒定律得: (2分)
对全过程由功能关系得: (3分)
解得:
如图所示,质量为M的平板车的长度为L,左端放一质量为m的小物块,今使小物块与小车一起以共同速度v0沿光滑水平面向右运动,小车将与竖直墙发生弹性碰撞,而小物块最终又恰与小车相对静止于小车的最右端,求小物块与小车上表面间的动摩擦因数。
正确答案
当m<M时,=;当m>M时,=
。
(1)当m<M时,小车与竖直墙做弹性碰撞后小车和物体与小物体分别以速率v0向左向右运动,最后共同速度为v
Mv0-mv0=(M+m)v
mgL=(M+m)v02-
(M+m)v2
解得: =
(2)当m>M时, 小车与竖直墙第一次弹性碰撞后分别以v0向左、向右运动.
p物>p车. 相对静止时速度为v,方向向右, 发生第二次弹性碰撞, 多次往复运动, 最终小车与物块将静止, 则
mgL=(m+M)v02
=
某学生实验小组为了搞清楚功、能、动量之间的关系,设计了如下实验:
㈠主要实验器材:一块正方形的软木块,其边长D=16cm,质量M=40g;一支出射速度能够连续可调的气枪,其子弹的质量m=10g;……
㈡主要实验过程:首先,他们把正方形的软木块固定在桌面上,当子弹以20m/s的水平速度从正面射入该木块后,实验小组测得了子弹能够进入木块中5cm的深度。然后,他们把该木块放在光滑的水平面上(例如气垫导轨上),子弹再次从正面射入该木块,……。在后者情况下,请你利用力学知识,帮助他们分析和预测以下几个问题:⑴若子弹仍以20m/s的水平速度射入木块,子弹最多能进入木块中的深度有多大?⑵若子弹仍以20m/s的水平速度射入木块,在子弹射入木块的过程中,系统损失的机械能和产生的热量各是多少?⑶为了使子弹能够穿透该木块,那么子弹的入射速度大小不能低于多少?
正确答案
(1)(2)1.6J(3)不能低于
⑴设子弹打入木块过程中受到的平均阻力为f,打入木块的深度分别为d1、d2,子弹初速为v0,打入后二者共速v,
木块固定时,由动能定理得: (2分)
木块不固定时,由动量守恒定律得: (2分)
由能量守恒定律得: (2分)
由以上三式可得: (2分)
⑵由能量守恒定律知:损失的机械能与产生的内能相等,即
△ (4分)
⑶设子弹初速为时,恰好不能射穿木块,此时二者共速
,由动量守恒与能量守恒得:
(2分)
(2分)
上述两式与联立即可解得:
(2分)
故为了使子弹能够穿透该木块,子弹的入射速度大小至少不能低于
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