- 动量守恒定律
- 共6910题
如图所示,一个运动的中子与一个静止的中子发生弹性碰撞,碰撞过程中动量______________(“一定”、“可能”或“一定不”)守恒,碰撞后A中子______________(“静止”“向右运动”或“向左运动”)。
正确答案
一定,静止
一个质量为0.5 kg的小球A以2.0 m/s的速度和原来静止在光滑水平面上的质量为1.0kg的另一小球B发生正碰,碰后A以0.2 m/s的速度被反弹,碰后两球的总动量是___kg·m/s,B球的速度为____m/s。
正确答案
1,1.1
在光滑水平面上沿x轴正方向作直线运动的物体A质量为m1,速度为v1=2m/s;另一个物体B质量为m2,以v2=4m/s的速率沿x轴负方向迎面向A运动,若两物体相碰后粘在一起并且恰好停止运动,则m1: m2=____________;若两物体相碰后粘在一起并以v'=1m/s的速度沿x轴正方向运动,则m1: m2=____________。
正确答案
2:1,5:1
如图所示,EF为水平地面,O点左侧是粗糙的、右侧是光滑的.一轻质弹簧右端与墙壁固定,左端与静止在O点质量为m的小物块A连结,弹簧处于原长状态.
质量为m的物块B在大小为F的水平恒力作用下由C处从静止开始向右运动,已知物块B与地面EO段间的滑动摩擦力大小为,物块B运动到O点与物块A相碰并一起向右运动(设碰撞时间极短),运动到D点时撤去外力F.已知CO=4s,OD=s.求撤去外力后:
(1)弹簧的最大弹性势能;
(2)物块B最终离O点的距离.
正确答案
(1)Fs (2)5s
(1)B与A碰撞前速度由动能定理
W=(F-F)·4s=
mv02
得v0==
B与A碰撞,由动量守恒定律
mv0=2mv1
得v1=
碰后到物块A、B运动至速度减为零,弹簧的最大弹性势能
Epm=F·s+·2mv12=
Fs.
(2)设撤去F后,A、B一起回到O点时速度为v2,由机械能守恒得
Epm=·2mv22
v2=
返回至O点时,A、B开始分离,B在滑动摩擦力作用下向左做匀减速直线运动,设物块B最终离O点最大距离为x
由动能定理得:-Fx=0-
mv22
x=5s.
在光滑水平面上,动能为E0、动量大小为P0的小钢球1与静止的小钢球2发生碰撞,碰撞前后球1的运动方向相反。碰撞后球1的动能和动量的大小分别为E1、P1,则E1 ___________E0,P1 ___________P0。(选填大于、小于或等于)
正确答案
小于,小于
(选修模块3-5)(15分)
小题1:下列说法正确的有 ( )
小题2:正电子发射计算机断层显象(PET)的基本原理是:将放射性同位素注入人体,
在人体内衰变放出的正电子与人体内的负电子相遇而湮灭,转化为一对γ光子,被探测器探测到,并经计算机处理后产生清晰的图象.根据PET的原理,
在人体内衰变的方程式是 ;在PET中,
的主要用途是作为 .
小题3:如图所示,质量分别为m1和m2的两个小球在光滑水平面上分别以速度v1、v2同向运动,并发生对心碰撞,碰后m2被右侧墙壁原速率弹回,又与m1碰撞,再一次碰撞后两球都静止.求第一次碰后m1球速度的大小.
正确答案
小题1:AC
小题2:(2分),示踪原子
小题3:
略
在光滑水
平面上,甲、乙两物体的质量分别为1、2,它们沿一条直线相向运动,其中甲物体运动速度1的大
小是6 m/s,乙物体运动速度2的大小是2 m/s。已知两物体碰撞后各自沿着原方向的反方向运动,速度的大小都是4 m/s,求甲、乙两物体的质量之比。
正确答案
解:设甲的初速度1方向为正方向,则根据动量守恒定律有
11-22=-1+2代入数据解得
水平面上质量为m的滑块A以速度v碰撞质量为2m/3的静止滑块B,碰撞后AB的速度方向相同,它们的总动量为___________;如果滑块B获得的初速为v0,碰撞后滑块A的速度为___________。
正确答案
mv,v-2v0/3
如图所示,质量均为m的物块A和B用劲度系数为k的轻弹簧连接起来;将它们悬于空中静止,弹簧处于原长状态,A距地面高度h,现同时释放两物块,A与地面碰撞速度立即变为零,由于B的反弹,使A刚好能离开地面。若将B物块换为质量为3m的物块C(图中未画出),仍将它们悬于空中静止且弹簧为原长,A距地面高度仍为h,再同时释放两物块,A与地面碰撞后仍立即变为零。求:当A刚要离开地面时物块C的速度。
正确答案
当A与地面相碰瞬间,弹簧刚好处于原长
此时…………………………①
当A刚好要离开地面时,此时B的速度为零,设此时弹簧的伸长量为X1,有
mg=kX1……………………②
从A与地面碰撞后到A刚好能离开地面过程中,由能量守恒:
………………………………③
把B换成C弹簧处于原长时,C的速度
………………………………………………④
当A刚好离地时有:
mg=Kx2……………………………………………………⑤
从A与地面碰撞后到A刚好能离开地面过程中,由能量守恒:
……………………⑥
X1=X2 Ep1=Ep2……………………………………………………⑦
得………………………………⑧
①④各1分,②⑤⑦⑧式各2分,③⑥式4分
(6分)质量为20g的小球A以3m/s的速度向东运动,某时刻和在同一直线上运动的小球B迎面相碰,B球质量为50g,碰前的速度为2m/s,方向向西,碰撞后A球以1m/s的速度向西返回,求碰撞后B球的速度。
正确答案
0.4m/s,方向向西
对A、B组成的系统,以向东方向为正方向
代入数值得
略
A、B两物体在光滑水平地面上沿一直线相向而行,A质量为5kg,速度大小为10m/s,B质量为2kg,速度大小为5m/s,它们的总动量大小为_________kgm/s;两者相碰后,A沿原方向运动,速度大小为4m/s,则B的速度大小为_________m/s。
正确答案
40,10
a、b两个小球在一直线上发生碰撞,它们在碰撞前后的S-t图象如图所示,若a球的质量ma=1kg,则b球的质量mb等于 ㎏
正确答案
2.5
略
如图,虚线下方有足够大的场强大小E=5.0×103 V/m和上方场强为8mg/3q的匀强电场,方向均水平向右。质量均为m=1.5×10-2kg的A、B小球,其中B球为绝缘小球且不带电,被长为R的绝缘丝线悬挂在O点刚好静止在虚线上, A球带电荷量为qA=+6.0×10-6C,在竖直平面内的以某一初速度v竖直进入电场,运动到B点速度刚好水平,同时与B球发生正碰并立即粘在一起围绕O点做半径为R=0.7m完整的圆周运动,假设甲、乙两球可视为质点,g取10 m/s2。(sin53°="0.8,c0s53°=0.6)"
小题1:假设初速度v="20m/s" ,试求小球A与B球碰撞前能运动的水平位移的大小和整个过程中电场力对小球做功的最大值。
小题2:如果小球刚好能做完整的圆周运动,试求碰撞前A球的最小速度和绳子所受的最大拉力分别多大。
正确答案
小题1:0.4J
小题2:T=3N
(1)竖直方向动量定理-mgt="0-mV" ---- ---- ①
t=2s
水平位移S=at2/2---- ---- ②
a=F电/m---- ----③
解得:S=4m
电场力做功:W=F1S1+F2R---- ----④
="0.4J " (8分)
(2)碰撞前A球速度设为V0,碰撞后共同速度为V1,等效最高点速度为V2,
动量守恒mV0=2mV1---- ----⑤
等效最高点合力F=5×2mg/3=mV22/R---- ----⑥
动能定理F(R+0.6R)=ΔEK---- ----⑦
V0="14m/s, " V1=7m/s
等效最低点速度为V
有T-F=m共V2/R---- ----⑧
又动能定理F0.4R=ΔEK---- ----⑨
解得:T="3N " (12分)
2011年3月19日-3月27日,在丹麦的(Esbjerg)埃斯堡,举行了2011年世界女子冰壶世锦赛,参赛的中国女子冰壶队喜获铜牌,如图为中国队员与丹麦队比赛的投掷冰壶的镜头。在某次投掷中,冰壶运动一段时间后与对方的静止冰壶发生正碰,碰撞可认为是弹性碰撞。通过电子测速设备测得,碰后对方的冰壶以2 .00m/s的速度向前滑行。中国对的冰壶速度减小为0.01m/s,比赛中中国队使用的冰壶实测质量为19.0kg,由于制造工艺上的不足,若两冰壶质量有点偏差,你能否根据比赛的观测估算出丹麦队使用的冰壶的质量 kg(结果保留3位有效数字)
正确答案
18.8kg
根据碰撞过程中,动量守恒有:,因为此碰撞属于弹性碰撞,所以
,代入数据有:
,
,解得冰壶的质量
故答案为:18.8kg
A车的质量M1="20" kg,车上的人质量M="50" kg,他们一起从光滑的斜坡上h="0.45" m的高处由静止开始向下滑行,并沿光滑的水平面向右运动(如图16-4-7所示);此时质量M2="50" kg的B车正以速度v0="1.8" m/s沿光滑水平面向左迎面而来.为避免两车相撞,在两车相距适当距离时,A车上的人跳到B车上.为使两车不会发生相撞,人跳离A车时,相对于地面的水平速度应该多大?(g取10 m/s2)
图16-4-7
正确答案
4.8 m/s≥v≥3.8 m/s
A车和人在水平面上向右运动的速度设为v,根据机械能守恒定律
(M1+M)gh=(M1+M)v2,得v=
="3" m/s.
情况一:设人以相对地面速度v′跳离A车后,A车以速度v1向右运动,此过程动量守恒,方程为(M1+M)v=M1v1+Mv′ ①
人跳到B车上,设共同速度为v2
则Mv′-M2v0=(M+M2)v2 ②
将已知量代入①②两式,可得210=20v1+50v′ ③
50v′-90=100v2 ④
由③④两式可知50v′=210-20v1=90+100v2
显然,只有当v2≥v1时,A、B两车才不会相撞.
设v1=v2,根据上式即可求得v1=v2="1" m/s,v′≥3.8 m/s.
情况二:设人以相对于地面的速度v″跳离A车后,A车以速度v1′向左运动;人跳上B车后共同速度为v2′;根据动量守恒定律,可得方程组(M1+M)v=Mv″-M1v1′ ⑤
Mv″-M2v0=(M+M2)v2′ ⑥
将已知量代入⑤⑥式,可得50v″=210+20v1′=90+100v2′
只有v2′≥v1′时,A、B两车才不会相撞,因为v1′过大会导致M1反向滑上斜坡后,再滑下时v1′的大小大于v2′,此时仍会相撞.
设v1′=v2′由上式得v1′=v2′="1.5" m/s,v″≤4.8 m/s
综合得,要A、B车不发生相撞,人跳离A车时相对地面的速度v应满足4.8 m/s≥v≥3.8 m/s.
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