- 动量守恒定律
- 共6204题
一辆小车在光滑的水平面上以v2=1m/s的速度向右运动,小车的质量为M=100kg,如图所示。一质量为m=50kg的人从小车的右端迎面跳上小车,接触小车前瞬间人的水平速度大小为v1=5.6m/s。求人跳上小车后,人和小车共同运动速度的大小和方向。
正确答案
解:取向右为正方向
速度大小为1.2m/s,方向向左
(选修3-5选做题)
如图所示,光滑水平面上有两辆车,甲车上面有发射装置,甲车连同发射装置质量M1=1kg,车上另有一个质量为m=0.2kg的小球。甲车静止在平面上,乙车以V0=8m/s的速度向甲车运动,乙车上有接收装置,总质量M2=2kg,问:甲车至少以多大的水平速度将小球发射到乙车上,两车才不会相撞?(球最终停在乙车上)
正确答案
解:要使两车不相撞,则两车速度相等
以三者为系统,动量守恒:0+ M2V0=(M1+m+M2)V共
V共=5m/s
以球与乙车为系统,动量守恒:M2V0+Vm=(m+M2)V共
V=25m/s
一辆小车在光滑的水平面上以v2=1m/s的速度向右运动,小车的质量为M=100kg,如图所示。一质量为m=50kg的人从小车的右端迎面跳上小车,接触小车前瞬间人的水平速度大小为v1=5.6m/s。求人跳上小车后,人和小车共同运动速度的大小和方向。
正确答案
解:取向右为正方向
速度大小为1.2m/s,方向向左
在光滑的水平面上有甲、乙两个物体发生正碰,已知甲的质量为1kg,乙的质量为3kg,碰前碰后的位移时间图像如图所示,碰后乙的图像没画,则求碰后乙的速度,并在图上补上碰后乙的图像。
正确答案
解:由图
v甲=0
v′甲=0.3m/s
v乙=0.2m/s
由动量守恒定律:m甲v甲+m乙v乙=m甲v甲′+m乙v乙′
解得 v乙′=0.1m/s。
1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子。科学研究表明其核反应过程是:α粒子轰击静止的氮核后形成了不稳定的复核,复核发生衰变放出质子,变成氧核。设α粒子质量为m1,初速度为v0,氮核质量为m2,质子质量为m0,氧核质量为m3,不考虑相对论效应。
(1)α粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间,复核的速度为多大?
(2)求此过程中释放的核能。
正确答案
解:(1)设复核的速度为v,由动量守恒定律得m1v0=(m1+m2)v
解得
(2)核反应过程中的质量亏损△m=m1+m2-m3
反应过程中释放的核能△E=△m·C2=(m1+m2-m0-m3)C2
【选修3-5选做题】
如图所示,光滑水平面上A、B两小车质量都是M,A车头站立一质量为m的人,两车在同一直线上相向运动。为避免两车相撞,人从A车跃到B车上,最终A车停止运动,B车获得反向速度v0,试求:
(1)两小车和人组成的系统的初动量大小;
(2)为避免两车相撞,且要求人跳跃速度尽量小,则人跳上B车后,A车的速度多大?
正确答案
解:(1)由动量守恒定律可知,系统的初动量大小p=(M+m)v0
(2)为使两车恰好不发生碰撞,最终两车和人具有相同速度v,则
(M+m)v0=(2M+m)v
解得
如图所示,质量m1=0.3kg 的小车静止在光滑的水平面上,车长L=15m,现有质量m2=0.2kg可视为质点的物块,以水平向右的速度v0=2m/s从左端滑上小车,最后在车面上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数μ=0.5,取g=10m/s2,求:物块在车面上滑行的时间t?
正确答案
解:设物块与小车的共同速度为v,以水平向右为正方向,根据动量守恒定律有①
设物块与车面间的滑动摩擦力为F,对物块应用动量定理有
其中②
解得,代入数据得
③
如图所示,光滑水平桌面上有长L=2m的挡板C,质量mc=5kg,在其正中央并排放着两个小滑块A和B,mA=1kg,mB=3kg,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6m/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;
(2)A、C碰撞过程中损失的机械能。
正确答案
解:(1)A、B、C系统动量守恒0=(mA+mB+mC)vC,vC=0
(2)炸药爆炸时A、B系统动量守恒 mAvA=mBvB
解得:VB=2m/s
A、C碰撞前后系统动量守恒mAvA=(mA+mC)v
v=1m/s
。
(选做题,选修3-5)
如图所示,在光滑水平面上有木块A和B,mA=0.5 kg,mB=0.4 kg,它们的上表面是粗糙的,今有一小铁块C,mc=0.1kg,以初速度v0=10 m/s沿两木块表面滑过,最后停留在B上,此时B、C以共同速度v=1.5m/s运动,求:
①A最终运动的速度vA;
②C刚离开A时的速度v'c。
正确答案
解:
①对A、B、C由动量守恒得
mcv0=mAvA+(mB+mc)v
代入数据得vA=0.5 m/s
②当C刚离开A时,A、B有共同的速度vA,由动量守恒得 mcv0=(mA+mB)vA+
代入数据得 =5.5 m/s。
如图所示,甲、乙两个小孩分别站在A、B两辆冰车上,甲与A车的总质量为30kg,乙和B车的总质量也为30kg。甲推着一个质量为15kg的箱子和他一起以大小为v0=2.0m/s的速度滑行,乙以同样大小的速度迎面滑来,甲突然将箱子沿冰面推给乙,箱子滑动到乙处时,乙迅速把它抓住,若不计冰面的摩擦力,为了避免与乙相撞,甲推箱子的速度大小(相对地面)至少为______________m/s,甲推箱子时对箱子做功为______________J。
正确答案
5.2,172.8
扫码查看完整答案与解析