- 动量守恒定律
- 共6204题
（12分）如图所示光滑水平直轨道上有三个滑块A、B、C质量分别为mA=mC=2m和mB=m，A、B用细绳相连，中间有一压缩的弹簧（弹簧与滑块不栓接），开始时A、B以共同速度V0向右运动，C静止，某时刻细绳突然断开，A、B被弹开，然后B又与C发生碰撞并粘在一
求：（1）B与C碰撞前B的速度；
（2）弹簧释放的弹性势能多大。
正确答案
（1）
（2）
（1）设三者最后的共同速度为
三者动量守恒得：
得
所以
（2）弹簧释放的弹性势能
（选修模块3-5）
（1）关于光电效应现象，下列说法中正确的是______
A．在光电效应现象中，入射光的强度越大，光电子的最大初动能越大
B．在光电效应现象中，光电子的最大初动能与照射光的频率成正比
C．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于此波长，才能产生光电效应
D．对于某种金属，只要入射光的强度足够大，就会发生光电效应
（2）处于激发状态的原子，在入射光的电磁场的影响下，从高能态向低能态跃迁，两个状态之间的能量差以辐射光子的形式发射出去，这种辐射叫做受激辐射．原子发生受激辐射时，发出的光子频率、发射方向等，都跟入射光子完全一样，这样使光得到加强，这就是激光产生的机理．那么，发生受激辐射时，产生激光的原子的总能量En、电势能Ep、电子动能Ek的变化情况是______
A．Ep增大、Ek减小、En减小
B．Ep减小、Ek增大、En减小
C．Ep增大、Ek增大、En增大
D．Ep减小、Ek增大、En不变
（3）如图所示，质量为m的小球B连接着轻质弹簧，静止在光滑水平面上．质量为m的小球A以某一速度向右运动，与弹簧发生碰撞，当A、B两球距离最近时弹簧的弹性势能为EP，则碰撞前A球的速度v0大小为多少？
正确答案
（1）A、发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的强度无关．故A错误．
B、根据光电效应方程EKm=hγ-W0，可知最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，不是正比关系．故B错误．
C、入射光的频率大于极限频率时，发生光电效应，因为极限波长λ0=
D、光电效应与入射光的强度无关．故D错误．
故选C．
（2）发生受激辐射时，向外辐射光子，则原子的总能量En减小，库仑引力做正功，电势能减小．根据k
故选B．
（3）当弹簧弹性势能最大时，两球的速度相同，根据动量守恒定律得：
mv0=2mv
解得：v=
根据能量守恒定律得：
解得：v0=2
答：碰撞前A球的速度v0大小为2
故答案为：（1）C （2）B （3）2
（1）雷蒙德•戴维斯因研究来自太阳的电子中微子（νe）而获得了2002年度诺贝尔物理学奖．他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615t四氯乙烯（C2Cl4）溶液的巨桶．电子中微子可以将一个氯核转变为一个氢核，其核反应方程式为νe+
（2）如图所示，质量为m=1kg的滑块，以v0=5m/s的水平初速度滑上静止在光滑水平面的平板小车，小车足够长，质量M=4kg．求：
①滑块与小车的共同速度v；
②整个运动过程中产生的内能E．
正确答案
（1）反应过程需要能量为：E=mc2=（36.95691u+0.00055u-36.95658u）c2
根据l u质量对应的能量为931.5MeV，得：E≈0.82MeV，所以中微子的能量最小为0.82MeV，
故答案为：0.82
（2）①根据动量守恒定律列出等式：
mv0=（m+M）v
解得：v=1m/s
②根据能量守恒知道整个运动过程中产生的内能等于动能的损失．
E=
答：①滑块与小车的共同速度v为1m/s；
②整个运动过程中产生的内能E为10J．
（12分）静止在匀强磁场中的
（1）生成的新核是什么？写出核反应方程式。
（2）生成的新核的速度大小和方向。
（3）若α粒子与新核间相互作用不计，则二者在磁场中运动轨道半径之比及周期之比各为多少？
正确答案
（1）氚核 
试题分析：（1）生成的新核是氚核，核反应方程式：
（2）由动量守恒定律 
故
（3）两粒子均由洛伦兹力提供向心力，其半径之比：
带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的周期：
在光滑的地面上，小球A以速率v0向右运动时跟静止的小球B发生碰撞，碰后A球以
（1）A、B两球的质量之比；
（2）请你判断该碰撞是否为弹性碰撞。
正确答案
设向右为正方向，A球质量为m，B球质量为M，以A、B球为系统
（1）由动量守恒定律得，
解得：
（2）碰前：
碰后：
E1>E2 ，所以不是弹性碰撞。
略
.如图所示，质量为M的长滑块静止在光滑水平面上，左侧固定一劲度系数k足够大的水平轻质弹簧，右侧用一不可伸长的细轻绳连接于竖直墙上，细绳所能承受的最大拉力为T。使一质量为m、初速度为v0的小物块，在滑块上无摩擦地向左滑动，而后压缩弹簧。（弹簧弹性势能的表达式
（1）给出细绳被拉断的条件. （2）滑块在细绳拉断后被加速的过程中，所能获得的最大向左加速度为多少.
正确答案
（1）
（2）
(1) 设细绳刚被拉断时弹簧的压缩量为x0，此时有 kx0=T
为使弹簧压缩达到x0，对小物块要求是
由此得到细细绳被拉断的条件
(2) 绳断时，小物体速度为v1，则有
解得
而后M在弹力作用下由静止开始加速，直至与m达到共同速度v2，此时弹簧压缩时x最大，则由能量、动量守恒关系
mv1=（M+m）v2
此时该M加速度最大为
钚的放射性同位素
①写出
②求铀核
③求
正确答案
①
试题分析：①
②因为静止的
所以动能之比：
③质量亏损
释放能量 
如图所示，质量M=0.40kg的靶盒A位于光滑水平导轨上，开始时静止在O点，在O点右侧有范围很广的“相互作用区域”，如图中的虚线区域。当靶盒A进入相互作用区域时便有向左的水平恒力F=20N作用。在P处有一固定的发射器B，它可根据需要瞄准靶盒每次发射一颗水平速度v0=50m/s、质量m=0.10kg的子弹，当子弹打入靶盒A后，便留在盒内，碰撞时间极短。若每当靶盒A停在或到达O点时，就有一颗子弹进入靶盒A内，求：
（1）当第一颗子弹进入靶盒A后，靶盒A离开O点的最大距离
（2）当第三颗子弹进入靶盒A后，靶盒A从离开O点到又回到O点所经历的时间
（3）当第100颗子弹进入靶盒A时，靶盒A已经在相互作用区中运动的时间
正确答案
（1）设第一颗子弹进入靶盒A后，子弹与靶盒的共同速度为v1。
根据动量守恒，有：mv0=（m+M）v1 （3分）
设A离开O点的最大距离为s1，由动能定理有：
-Fs1=0-
解得：s1=1.25m（2分）
（2）根据题意，A在恒力F作用下返回O点时第二颗子弹正好打入，由于A的动量与第二颗子弹动量大小相同、方向相反，故第二颗子弹打入后，A将静止在O点。（1分）
设第三颗子弹打入A后，它们的共同速度为v3，由动量守恒得：mv0=（3m+M）v3 （2分）
设A从离开O点到又回到O点所经历的时间为t，取碰后A运动的方向为正方向，由动量定理得：
-F
解得：t=0.5s（2分）
（3）从第(2)问的计算可以看出，每1、3、5、……（2n+1）颗子弹打入A后，A运动时间均为t="0.5s " 故总时间t总=50t=25s（4分）
略
如图所示，A、B为两个大小可视为质点的小球，A的质量M=0.6kg，B的质量m=0.4kg，B球用长l=1.0m的轻质细绳吊起，当B球处于静止状态时，B球恰好与光滑弧形轨道PQ的末端点P（P端切线水平）接触但无作用力．现使A球从距轨道P端h=0.20m的Q点由静止释放，当A球运动到轨道P端时与B球碰撞，碰后两球粘在一起运动．若g取10m/s2，求两球粘在一起后，悬绳的最大拉力为多大？
正确答案
A球沿轨道下滑的过程中，机械能守恒，设其刚与B球碰撞时的速度大小为vA，
由机械能守恒定律得：Mgh=
解得vA=
两球相碰撞的过程，系统沿水平方向动量守恒，设碰撞后的共同速度大小为v，
由动量守恒定律得：MvA=（M+m）v，解得v=1.2m/s，
设两球碰撞后开始一起运动的瞬间所受细绳的拉力为T，
根据牛顿第二定律对两球碰撞后的瞬间有 T-（M+m）g=（M+m）
解得：T=11.44N，
根据牛顿第三定律可知，两球对细绳的拉力大小T′=11.44N；
答：两小球碰撞后开始一起运动的瞬间，两球对细绳的拉力为11.44N．
A．若两颗人造卫星A和B绕地球做匀速圆周运动，角速度之比为8：1，则A和B两颗卫星的轨道半径之比为______，运动的速率之比为______．
B．质量为m1=5kg的小球在光滑水平面上以v1=3m/s的速度向右撞击静止的木块，撞击后小球和木块一起以v2=1m/s的速度向右运动，以小球的运动方向为正方向，则小球动量的改变量为______kg•m/s，木块的质量为______kg．
正确答案
A、根据卫星的速度公式v=
B、取向右方向为正方向，则小球的初动量P=m1v1=5×3kg•m/s=15kgm/s，末动量P′=m1v2=5×1kg•m/s=5kgm/s，故小球动量的改变量为△P=P′-P=-10kgm/s．
由m1v1=（m1+m2）v2，代入解得，m2=10kg．
故答案为：A、1：4，2：1；B、-10，10
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