- 动量守恒定律
- 共6204题
如图所示,长为0.48m的木板A,质量为1kg,板的右端放有物块B,质量为3kg,它们一起在光滑水平面上向左匀速运动,速度,以后木板与等高的竖直固定档板C发生碰撞,碰撞时间极短,且碰撞时没有机械能损失,物块B与木板A间的动摩擦因数
,取重力加速度
,问A、C能否发生第二次碰撞,请通过计算说明理由.若能,则第一次碰撞后再经多长时间A与C发生第二次碰撞;若不能,则第一次碰撞后A做什么运动.
正确答案
能;
由于A与C碰撞没有机械能损失,A碰后原速率弹回,以向右运动,若能与C发生第二次撞,则要求A在B对他的摩擦力的作用下,重新向左运动,且B没有滑出A.
设B没滑出A,达到共同速度为v,由动量守恒定律(向左为正),有
,解得
,方向向左
B在A上滑过的距离为SBA,则
解得,B不能滑出A,故可以与C发生第二次碰撞.
A与B达到共同速度前做匀变速运动,达到共同速率后做匀速直线运动.设加速度为a
A与B达到共同速度经历的时间为t1,
此过程A对地向右的位移为s,
,
所以,第一次碰撞后再与C发生第二次碰撞所经历的时间为
A、B两个物体的质量之比为mA:mB=1:3,它们以相同的初动能始终沿同一水平面滑动,设它们与水平面间的摩擦力大小相等,则:A、B两物体的初动量大小之比:______,A、B两个物体滑行时间之比:______;A、B两个物体滑行的距离之比:______.
正确答案
动能:Ek=mv2
得:v=
则动量:P=mv=,
则二者动量之比:=
=
根据动量定理:P=Ft,
则AB之间滑行时间之比为:=
=
根据动能定理:Fs=△Ek
则滑行距离之比为:=
=
故答案为:1:,1:
,1:1.
(B类题)一小船与船上人的总质量为160kg,以2m/s的速度匀速向东行驶,船上一个质量为60kg的人,以6m/s的水平速度(相对跳离时小船的速度)向东跳离此小船,若不计水的阻力,则人跳离后小船的速度大小为______m/s,小船的运动方向为向______.
正确答案
规定向东为正方向.选择河面为参照系.
人跳离此小船前后小船与船上人动量守恒.
(m人+m船)v0=m人v人+m船v船v人-v船=6m/s.
解得:v人=5.75,v船=-0.25m/s,负号说明小船的运动方向为与正方向相反,即向西.
故答案为:0.25,西
(分叉题B)如图所示,光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动.两球质量关系为mB=2mA,规定向右为正方向,A球的动量为6kg•m/s,B两球的动量为4kg•m/s,运动中两球发生碰撞,碰撞后A球的动量增量为-4kg•m/s,则左方是______球,碰撞后A、B两球速度大小之比为______.
正确答案
光滑水平面上大小相同A、B 两球在发生碰撞,规定向右为正方向,由动量守恒定律可得:
△PA=-△PB
由于碰后A球的动量增量为负值,所以右边不可能是A球的,若是A球则动量的增量应该是正值,
因此碰后A球的动量为6kg•m/s-4kg•m/s=2kg•m/s,
碰撞后A球的速度是;
所以碰后B球的动量是增加的,为4kg•m/s+4kg•m/s=8kg•m/s,
碰撞后B球的速度是;
由于两球质量关系为mB=2mA,那么碰撞后A、B两球速度大小之比1:2.
故答案为:A,1:2.
在列车编组站里,一辆m1=2×104kg的货车在平直轨道上以v1=1.8m/s的速度运动,碰上一辆m2=2.2×104kg的静止的货车,它们碰撞后接合在一起继续运动,求运动的速度。
正确答案
0.9m/s
本题考查动量守恒定律的应用,
取两辆货车在碰撞前运动货车的运动方向为正方向,
则v1=1.8m/s,
设两车接合后的速度为v,则两车碰撞前的总动量为p=m1v1,
碰撞后的总动量为p′=(m1+m2)v,
由动量守恒定律p′=p可得:(m1+m2)v=m1v1 (4分)
∴ (4分)
即两车接合后以0.9m/s的速度沿着第一辆车原来运动的方向继续运动 (2分)
(1)对爱因斯坦光电效应方程,下面的理解正确的有 ( )
⑵质量为M的木板若固定在光滑的水平地面上,质量为m的子弹以速度v1射入,射出时子弹速度v2,如图所示,今将钉子拔掉,则子弹至少多大速度才能射穿木块?(设前后两次子弹和木块的作用力相同)
正确答案
(1)C
(2)固定木块时,系统摩擦力所做的功Wf
(3分)①
将固定木块的钉子拔出后,子弹恰能射出木块
以m 和M 组成系统为研究对象,系统在水平方向动量守恒,根据动量守恒列方程:
(2分)②
(3分)③
由解得① ② ③ 得
略
如图所示,光滑水平面上有质量均为2m的小滑块A、B,A静止,B以速度水平向左运动,质量为m的子弹以水平向右的速度υ0.射入木块A,穿出A后,又射入木块B而未穿出,A、B最终以相同的速度向右运动.若B与A始终未相碰,求子弹穿出A时的速度(不计质量损失).
正确答案
以木块A和子弹为研究对象,规定向右为正方向,子弹射出木块的过程中根据动量守恒得:
mυ0=2mvA+mv
以木块A、B和子弹为研究对象,A、B最终以相同的速度向右运动.整个过程中根据动量守恒得:
mυ0-2m=5mvA
两式联立解得:v=υ0
答:子弹穿出A时的速度是υ0
如图所示,物体A 静止在光滑平直轨道上,其左端固定有轻质弹簧,物体B以速度v0 =" 4.0" m/s沿轨道向物体A运动,并通过弹簧与物体 A发生相互作用.设 A、B 两物体的质量均为m =" 2" kg,求当物体A的速度为1 m/s时,A、B组成的系统动能损失为多少?
正确答案
6 J
试题分析:由动量守恒定律: (2分)
得:v2="3" m/s (1分)
损失的动能为: (1分)
解得:△Ek ="6" J (1分)
(15分)如图所示,在光滑的水平面上,停着质量为、长为L的小车,一个质量为
的滑块从车内底板的正中央获得大小为
的速度后向车壁运动,若滑块与车底板之间的动摩擦因数为
,滑块与车壁之间的碰撞没有能量损失,求滑块与车壁的碰撞次数。
正确答案
试题分析:
三式联立解得
点评:难度中等,本题主要是能够判断出最终的运动状态,在整个运动过程中系统动量总是守恒的,找到初末状态列公式求解
【物理——选修3-5】(15分)
(1)(5分)如图为氢原子能级的示意图,现有大量的氢原子处于以n = 4的激发态,当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光。关于这些光下列说法正确的是( )
A.最容易表现出衍射现象的光是由n = 4能级跃迁到n =3能级产生的
B.频率最小的光是由n = 2能级跃迁到n = 1能级产生的
C.这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光
D.用n = 2能级跃迁到n = 1能级辐射出的光照射逸出功
为6.34 e V的金属铂能发生光电效应
(2)(10分)如图所示,物体A、B的质量分别是,用轻弹簧相连结放在光滑的水平面上,物体B左侧与竖直墙相接触。另有一个物体C从t=0时刻起以一定的速度向左运动,在t=5.0 s时刻与物体A相碰,碰后立即与A粘在一起不再分开。物体C的v–t图象如图所示。试求:
①物块C的质量m3;
②在5.0s到15s的时间内物块A的动量变化的大小和方向。
正确答案
(1)AD(2)2.0kg,16kg·m/s 方向向右
【物理——选修3-5】(15分)
(1)AD
(2)①根据图象可知,物体C与物体A相碰前的速度为:v1=6m/s
相碰后的速度为:v2="2m/s " (1分)
根据定量守恒定律得: (2分)
解得:m3=2.0kg (2分)
②规定向左的方向为正方向,在第5.0s和第15s末物块A的速度分别为:
v2=2m/s,v3=-2m/s (1分)
所以物块A的动量变化为: (2分)
即在5.0s到15s的时间内物块A动量变化的大小为:16kg·m/s 方向向右(1分)
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