- 动量守恒定律
- 共6204题
相隔一定距离的A、B两球,质量相等,假定它们之间存在着恒定的斥力作用.原来两球被按住,处在静止状态.现突然松开,同时给A球以初速度v0,使之沿两球连线射向B球,B球初速度为零.若两球间的距离从最小值(两球未接触)到刚恢复到原始值所经历的时间为t0,求B球在斥力作用下的加速度.
正确答案
以m表示每个球的质量,F表示恒定的斥力,l表示两球间的原始距离,松手后,A球做初速度为v0的匀减速直线运动,B球做初速度为零的匀加速直线运动.设在两球间的距离由l减小恢复到l的过程中,A球的路程为l1,B球的路程为l2,刚恢复到原始长度时,A球的速度为v1,B球的速度为v2.由动量守恒定律有:
mv0=mv1+mv2
由功能关系得,Fl1=mv02-
mv12
Fl2=mv22
由于初状态和末状态两球之间的距离相等,故有l1=l2
由以上解得v2=v0
当两球速度相等时,距离最小,设此时球的速度为u,则由动量守恒得,
mv0=(m=m)u
设B的加速度为a,有v2=u+at0
解得a=.
答:B球在斥力作用下的加速度为a=.
如图所示,m1(为叙述方便,其质量即用m1表示,下同)为有半径R=0.5m的竖直半圆槽的物体,另一物体m2与m1紧靠在一起共同置于光滑水平面上.一质量为m3=0.5kg的小球从光滑半圆槽的最高点无初速下滑,若m1=m2=1kg,取g=10m/s2.求:
(1)m3沿半径圆槽下滑到最低点时m3和m1的速度.
(2)m3沿半径圆槽下滑到最低点后继续上升的最大高度.
正确答案
(1)对系统,在m3下滑过程系统机械能守恒:
m3gR=m3
+
(m1+m2)
…①
系统水平动量守恒:0=m3V3-(m1+m2)V1…②
∴V1=m/s
V2=2m/s
(2)当m3升至最高点时,m1和m3必具有共同速度
对系统全过程由机械能守恒有:
m3gR=m3gH+(m3+m1)V2+
m2
…③
∴H=m
答:(1)m3沿半径圆槽下滑到最低点时m3和m1的速度分别是m/s和2
m/s.
(2)m3沿半径圆槽下滑到最低点后继续上升的最大高度是m.
(10分)如下图所示,光滑水平桌面上有长L=2 m的挡板C,质量mC=5 kg,在其正中央并排放着两个小滑块A和B,mA=1 kg,mB=3 kg,开始时三个物体都静止。在A、B间放有少量塑胶炸药,爆炸后A以6 m/s速度水平向左运动,A、B中任意一块与挡板C碰撞后,都粘在一起,不计摩擦和碰撞时间,求:
①当两滑块A、B都与挡板C碰撞后,C的速度是多大?
②A、C碰撞过程中损失的机械能。
正确答案
(1)(2)15J
试题分析:① A、B、C系统动量守恒
解得:.
②炸药爆炸时A、B系统动量守恒
解得: 所以A、C先碰
A、C碰撞前后系统动量守恒
故
(1)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应,当温度达到108K时,可以发生“氦燃烧”。
①完成“氦燃烧”的核反应方程:。
②是一种不稳定的粒子,其半衰期为2.6×10-16s。一定质量的
,经7.8×10-16s后所剩下的
占开始时的 。
(2)如图所示,光滑水平轨道上放置长木板A(上表面粗糙)和滑块C,滑块B置于A的左端,三者质量分别为、
、
。开始时C静止,A、B一起以
的速度匀速向右运动,A与C发生碰撞(时间极短)后C向右运动,经过一段时间,A、B再次达到共同速度一起向右运动,且恰好不再与C碰撞。求A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小。
正确答案
(1)①(或
) ②
(或12.5%)
(2)2m/s
(1)①由题意结合核反应方程满足质量数和电荷数守恒可得答案。
②由题意可知经过3个半衰期,剩余的的质量
。
(2)设碰后A的速度为,C的速度为
,由动量守恒可得
,
碰后A、B满足动量守恒,设A、B的共同速度为,则
由于A、B整体恰好不再与C碰撞,故
联立以上三式可得=2m/s。
【考点定位】(1)核反应方程,半衰期。
(2)动量守恒定律。
如图所示,光滑的曲面轨道的水平出口跟停在光滑水平面上的平板小车的上表面相平,质量为m的小滑块从光滑轨道上某处由静止开始滑下并滑下平板小车,使得小车在光滑水平面上滑动.已知小滑块从光滑轨道上高度为H的位置由静止开始滑下,最终停到板面上的Q点.若平板小车的质量为3m.用g表示本地的重力加速度大小,求:
(1)小滑块到达轨道底端时的速度大小v0;
(2)小滑块滑上小车后,平板小车可达到的最大速度V;
(3)该过程系统产生的总热量Q.
正确答案
(1)(2)
(3)
试题分析:滑块滑至Q点时它与小车具有相同速度,这个速度大小为V,则有:
解得
点评:对于多过程问题,需要把握每个过程中守恒状况,然后列式求解
在光滑水平地面上放有一质量为M带光滑弧形槽的小车,一个质量为m的小铁块以速度V0沿水平槽口滑去,如图所示,求:
(1)铁块能滑至弧形槽内的最大高度:(设m不会从左端滑离M)
(2)小车的最大速度;
(3)若M=m,则铁块从右端脱离小车后将作什么运动?
正确答案
(1)(2)
(3)自由落体运动
(1)铁块滑至最高处时,有共同速度V,
由动量守恒定律得:mV0=(M+m)V ①(1分)
由能量守恒定律得:
②(2分)
由①②解得:(1分)
(2)铁块从小车右端滑离小车时,小车的速度最大为V1,此时铁块速度为V2,由动量守恒定律得: mv=MV1 + mV2 ③(1分)
由能量守恒定律得: ④(2分)
由③④解得: (1分)
(3)由上面③④解得: ⑤(1分)
由已知当M=m时,由⑤得:V2=0(1分)
又因铁块滑离小车后只受重力,所以做自由落体运动.(1分)
(1)下列说法正确的是
E.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这个波长,才能产生光电效应
F.根据玻尔理论可知,氢原子辐射出一个光子后,氢原子的电势能增大,核外电子的运动加速度增大
(2)一静止的质量为M的铀核( )发生α衰变转变成钍核(Th),放出的α粒子速度为v0、质量为m.假设铀核发生衰变时,释放的能量全部转化为α粒子和钍核的动能.
①写出衰变方程;
②求出衰变过程中释放的核能。
正确答案
(1)ADE(4分,漏选得2分)
(2)①
②设钍核的反冲速度大小为v,由动量守恒定律,得:
0=mv0-(M-m)v(1分)
v=(1分)
略
质量为M=3kg平板车放在光滑的水平面上,在平板车的最左端有一小物块(可视为质点),物块的质量为m=1kg,小车左端上方如图固定着一障碍物A,初始时,平板车与物块一起以水平速度v=2m/s向左运动,当物块运动到障碍物A处时与A发生无机械能损失的碰撞,而小车可继续向左运动.取重力加速度g=10m/s2.
(1)设平板车足够长,求物块与障碍物第一次碰撞后,物块与平板车所能获得的共同速率;
(2)设平板车足够长,物块与障碍物第一次碰撞后,物块向右运动所能达到的最大距离是s=0.4m,求物块与平板车间的动摩擦因数;
(3)要使物块不会从平板车上滑落,平板车至少应为多长?
正确答案
(1)1m/s;(2)0.5;(3)1.6m
(1)物块与障碍物碰后物块和小车系统动量守恒,故有
Mv0-mv0="(M+m)v " ①
代入数据得v="1m/s " ②
(2)物块第一次与障碍物碰后向右减速到零,向右运动最远
③
代入数据得μ="0.5 " ④
(3)物块多次与障碍物碰撞后,最终与平板车同时停止.设物块在平板车上运动的距离为l,那么由系统能量守恒有
⑤
代入数据得l="1.6m " ⑥
所以要使得物块不滑出平板车,平板车长度至少为1.6m.
挨在一起的两块长木板A和B,静止在光滑的水平面上。它们质量分别为=0.5kg,
=0.4kg,小木块C可视为质点,质量
=0.1kg,C以速度
=10m/s沿A板上表面向右运动,最后C与B相对静止,并以共同速度 v = 1.5m/s运动,已知C与B板间动摩擦因数
=0.5。g取10m/
。求
(1)C木块刚离开A板时,C和A的速度各为多少?
(2)到C木块与B板相对静止时,C在B上滑行的距离
正确答案
(1) 0.5m/s ,5.5m/s (2) 2m
(1)设C木块刚离开A板时,C和A的速度分别为,以C、A、B为研究对象有
如图所示,倾角=37°的光滑斜面 AB 与倾角
=30°的光滑斜面 DC,通过长度为 2.2m 的光滑水平面 BC 连接(连接处有一段很短的光滑圆弧),将质量
="0.5kg" 的小球 P 从 AB 斜面上距地高度
="1.8m" 处自由释放,同时将质量为
的另一小球Q从DC面上某点释放.要使小球同时进入水平面,且不断地在水平面上同一点发生相向碰撞(机械能无损失).求:
(1)小球 Q 自由释放时,距地高度是多少?
(2)PQ 两球在 BC 上碰撞的位置在何处?
(3)小球 Q 的质量是多少?
正确答案
(1)1.25m(2)距B点1.2m处(3)0.6kg
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