- 动量守恒定律
- 共6204题
水平方向飞行的手榴弹,它的速度是20m/s,在空中爆炸后分裂成1 kg和0.5 kg的两部分,其中0.5 kg的那部分以10 m/s的速度与原速度反向运动,则另一部分此时的速度大小为 ,方向 。
正确答案
35m/s 与初速度方向相同
略
(12分)木板与水平面间的动摩擦因数μ为0.24,木板右端放着质量mB为1.0 kg的小物块B(视为质点),它们均处于静止状态.木板突然受到水平向右的12 N·s的瞬时冲量I作用开始运动,当小物块滑离木板时,木板的动能EKA为8.0 J,小物块的动能EKB为0.50 J,重力加速度取10 m/s2,求:
(1)瞬时冲量作用结束时木板的速度v0;
(2)木板的长度L.
正确答案
(1)3.0 m/s (1)0.50 m
略
一个稳定的原子核质量为M,处于静止状态,它放出一个质量为m的粒子后,做反冲运动,已知放出的粒子的速度为v0,则反冲核速度为多少?
正确答案
v= mv0/(M-m)
分裂前后动量守恒,mv0=(M-m)v,v= mv0/(M-m)
本题考查动量守恒定律,主要是注意分裂后新原子核的质量为M-m
一个质量为M,底面边长为b的三角形劈块静止于光滑水平面上,如图,有一质量为m的小球由斜面顶部无初速滑到底部的过程中,劈块移动的距离是多少?
正确答案
s=mb/(M+m)
小球m在下滑的过程中,受力情况和速度变化的规律都不易分析,因此用牛顿定律和运动学公式找位移S是困难的;用人船模型的公式解这类求变速直线运动的位移且不涉及速度的问题时,是非常方便的.
解:设小球滑到底端时,劈块后退的位移为S,则小球的水平位移应为(b一S),根据动量守恒定律得Ms=m(b-s),解得劈块移动的距离为s=mb/(M+m)。
如图所示,甲、乙两小孩各坐一辆冰车在摩擦不计的冰面上相向运动,已知甲连同冰车的总质量M=30kg,乙连同冰车的总质量也是M=30kg,甲还推着一只质量m=15kg的箱子.甲、乙滑行的速度大小均为2m/s,为了避免相撞,在某时刻甲将箱子沿冰面推给乙,箱子滑到乙处时被乙接住.试求:①甲至少用多大的速度(相对于地面)将箱子推出,才可避免和乙相撞?②甲在推出时对箱子做了多少功?
正确答案
①②
甲推出箱子可使自己减速,而乙接住箱子,也可使其自己减速,甚至反向运动.若甲、乙刚好不相撞,条件应是在乙接住箱子后,甲、乙(包括箱子)的速度相同.根据动量守恒定律,我们先做定性分析:选甲、乙、箱子为系统,由于甲推出箱子前,系统的总动量的方向与甲的运动方向相同,所以在达到共同速度时,系统的总动量方向应不变,故判断共同速度的方向在甲的原运动方向上.设:甲推出箱子前的运动方向为正方向,甲、乙初速度大小为,甲、乙、箱子后来的共同速度为,根据动量守律:
,可求出=0.4m/s;再以甲与箱子为研究对象,甲推出箱子的过程中动量守恒,设箱子被推出后的速度为,可求出被推出后箱子的速度为.由动能定理,甲推出箱子的过程对箱子做功等于箱子动能的增加量J.
在本题中,对甲、乙不相撞的条件的分析,是解决问题的关键.而在具体的求解过程中,如何选择研究对象和过程始末去运用动量守恒定律,可以有不同的方式,例如,先选甲和箱子为系统,再选箱子和乙为系统也可解出,但要麻烦一些,不妨试一试,作一比较.
如图所示,光滑水平面上有两个质量分别为m1、m2的小球a、b,球a以水平速度vo向右匀速运动,球b处于静止状态.两球右侧有一竖直墙壁,假设两球之间、球与墙壁之间发生正碰时均无机械能损失,为了使两球能发生、而且只能发生一次碰撞,试讨论两球的质量之比m1/m2应满足什么条件.
正确答案
m1/m2≤1/3
设两球碰撞后速度分别为:、
由动量守恒定律可得: (3分)
因无机械能损失: (3分)
由上述两式可得: (2分)
(2分)
要想二者在b球撞墙以原速率反弹后不在相碰,必须:为负值,且
(2分)
所以 m1/m2≤1/3 (2分)
正确答案
(1)A静止:(2分)
(1分) 负电 (1分)
(2)B碰A动量守恒: (2分)
AB飞出电场时间: (1分)
AB加速度: (2分)
AB侧位移: (1分)
(1分)
如图5-4所示,在光滑的水平地面上静止着质量为的木块,一粒质量为
初速为
的子弹水平击中木块,打入深度为
,试求转化为内能的值
是多少?
正确答案
水平面光滑,动量守恒,以子弹初速度方向为正方向,,
子弹和木块发生的是完全非弹性碰撞,损失的动能最多, 通过内力做负功转化为系统的内能:
一颗手榴弹在5m高处以v0=10m/s的速度水平飞行时,炸裂成质量比为3:2的两小块,质量大的以100m/s的速度反向飞行,求两块落地点的距离。(g取10m/s2)
正确答案
275m
手榴弹在高空飞行炸裂成两块,以其为研究对象,系统合外力不为零,总动量不守恒。但手榴弹在爆炸时对两小块的作用力远大于自身的重力,且水平方向不受外力,系统水平方向动量守恒,以初速度方向为正。
由已知条件:m1:m2=3:2,
m1 m2
初:v0="10m/s " v0=10m/s
末:v1="-100m/s " v2=?
即(m1+m2)v0=m1v1+m2v2,
得。
炸后两物块做平抛运动,其间距与其水平射程有关。
得,即为所求。
(10分)一炮弹质量为m,相对水平方向以一定的倾角θ斜向上发射,发射速度为v,炮弹在最高点爆炸成两块,其中一块沿原轨道返回,质量为,求:
(1)另一块爆炸后瞬时的速度大小;
(2)爆炸过程系统增加的机械能。
正确答案
(1)3vcosθ (2)2m(vcosθ)2
略
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