- 动量守恒定律
- 共6204题
如图所示,光滑平面上,两个相隔一定距离的小球分别以v0和0.8v0的速度反向匀速运动,它们中间另有两个小球(小球1和小球2)将一弹簧压紧,小球1和小球2的质量分别为m和2m,弹簧的弹性势能为Ep,现将弹簧由静止释放,求:
(1)小球1和小球2各自的速度。
(2)若小球1能追上左边的以v0运动的球,而小球2不能追上右边以0.8v0运动的球,求m的取值范围。
正确答案
解:(1)对小球1、小球2和弹簧组成的系统,机械能守恒,有:
两式联立解得:
(2)根据题意可知,v1>v0,v2≤0.8v0,结合(1)问可得:
在光滑的水平面上,有一小车质量为200kg,车上有一质量为50kg的人。原来人和小车以5m/s的速度向东匀速行使,人以1m/s的速度向后跳离车子,求:
(1)人离开后车的速度。
(2)若原来人车静止,人跳离后车的速度。
(3)若原来人车静止,车长1m,人从车头走向车尾时,车移动的位移。
正确答案
(1)6.5m/s,向东
(2)0.25m/s,向前
(3)0.2m
如图,一质量为M的物块静止在光滑水平桌面的边缘,桌面离水平面的高度为h,一质量为m的子弹以水平速度v0射入物块后,以水平速度v0/2射出,重力加速度为g。已知M=3m,求 :
(1)此过程中系统损失的机械能;
(2)此后物块落地点离桌面边缘的水平距离。
正确答案
解:(1)设子弹穿过物块后物块的速度为V,由动量守恒得
解得
系统的机械能损失为
解得
(2)设物体下落到地面所需时间为t,落地点距桌面边缘的水平距离为s,则
解得
甲乙两小孩各乘一辆小车在光滑的水平面上匀速相向行驶,速度大小均为v0=6m/s,甲车上有质量为m=1 kg的小球若干,甲和他的小车及所带小球的总质量为M1=50kg,乙和他的小车的总质量为M2=30kg。现为避免相撞,甲不断地将小球以相对地面的速度大小为m/s的水平速度抛向乙,且被乙接住。假设某一次甲将小球抛出且被乙接住后,刚好可保证两车不致相撞。求此时:
(1)两车的速度各为多少?
(2)甲总共抛出了多少小球?
正确答案
解:(1)两车刚好不相撞,则两车速度相等,由动量守恒定律得
解得 v=1.5m/s
(2)对甲及从甲车上抛出的小球,由动量守恒定律得
解得 n=15
如图所示,甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为10m、12m,两船沿同一直线同一方向运动,速度分别为2v0、v0。为避免两船相撞,乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛出甲船,甲船上的人将货物接住,求抛出货物的最小速度。(不计水的阻力)
正确答案
解:设乙船上的人抛出货物的最小速度大小为vmin,抛出货物后船的速度为v1,甲船上的人接到货物后船的速度为v2,由动量守恒定律得:
12mv0=11mv1-mvmin
10m·2v0-mvmin=11mv1
为避免两船相撞应满足:v1=v2
联立解得:vmin=4v0
甲、乙两小孩子各乘一辆小车在光滑水平面上匀速相向行驶,速度均为6 m/s。甲车上有质量为m=1 kg的小球若干个,甲和他的车及所带小球的总质量为M1=50 kg,乙和他的车总质量为M2=30 kg。现为避免相撞,甲不断地将小球以相对地面16.5 m/s的水平速度抛向乙,且被乙接住。假设某一次甲将小球抛出且被乙接住后刚好可保证两车不相撞,试求此时:
(1)两车的速度各为多少?
(2)甲总共抛出了多少个小球?
正确答案
解:甲、乙两小孩在抛球的时候是“一分为二”的过程,接球的过程是“合二为一”的过程
(1)设甲、乙两小孩及两车组成的系统总动量沿甲车的运动方向,甲不断抛球、乙接球后,当甲和小车与乙和小车具有共同速度时,可保证刚好不撞,设共同速度为v,则:
M1v1-M2v1=(M1+M2)v
(2)这一过程中乙小孩和他的车的动量变化为:△P=[30×6-30×(-1.5)]kg·m/s=225kg·m/s
每一个小球被乙接收后,到最终的动量变化为△p1=(16.5-1.5)×1kg·m/s=15kg·m/s
故小球个数为个=15个
质量为M=2 kg的木板若固定在光滑的水平地面上,质量为m=0.04 kg的子弹以速度v1=500 m/s射入,射出时子弹速度v2=300 m/s,如图所示,今将钉子拔掉,子弹穿出木块后的速度多大?(设前后两次子弹和木块的作用力相同)
正确答案
解:固定木块时,系统摩擦力所做的功Wf
Wf=mv12-
mv22 ①
因为将固定木块的钉子拔出后,子弹仍能射出木块
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:
mv1=MV+mv②
mv12=Wf+
Mv2+
mv2 ③
由解得①②③得v=298.5m/s
如图所示,质量为m的物体(可视为质点)以水平速度v0滑上原来静止在光滑水平面上、质量为M的小车上,物体与小车表面间的动摩擦因数为μ,由于小车足够长,最终物体相对小车静止,求:
(1)物体的最终速度;
(2)物体从滑上小车到相对小车静止所经历的时间及小车前进的距离。
正确答案
解:(1)由动量守恒定律得mv0=(M+m)v1 ①
v1= ②
(2)物体在小车上滑动时,加速度a=μg ③
由运动学公式v1=v0-at ④
得t= ⑤
由动能定理μmgx=Mv12 ⑥
x=
如图所示,一对杂技演员(都视为质点)乘秋千(秋千绳处于水平位置)从A点由静止出发绕O点下摆,当摆到最低点B时,女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出,然后自己刚好能回到高处A。求男演员落地点C与O点的水平距离s。已知男演员质量m1和女演员质量m2之比m1/m2=2,秋千的质量不计,秋千的摆长为R,C点比A点低5R。
正确答案
解:设分离前男女演员在秋千最低点B的速度为v0,
由机械能守恒定律得:①
设刚分离时男演员速度的大小为v1,方向与v0相同;
女演员速度的大小为v2,方向与v0相反,由动量守恒得:②
分离后,男演员做平抛运动,设男演员从被推出到落在C点所需的时间为t,
根据题给条件,由运动学规律得,③
④
根据题给条件,女演员刚好回A点,由机械能守恒定律得:⑤
已知m1=2m2,由以上各式可得:x=8R。
【选修3-5选做题】
如图所示,甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为10m、12m,两船沿同一直线同一方向运动,速度分别为2v0、v0。为避免两船相撞,乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛出甲船,甲船上的人将货物接住,求抛出货物的最小速度。(不计水的阻力)
正确答案
解:设乙船上的人抛出货物的最小速度大小为vmin,抛出货物后船的速度为v1,甲船上的人接到货物后船的速度为v2,由动量守恒定律得:
12mv0=11mv1-mvmin
10m·2v0-mvmin=11mv1
为避免两船相撞应满足:v1=v2
联立解得:vmin=4v0
扫码查看完整答案与解析