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题型:简答题
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简答题

如图所示的三个小球的质量都为m,B、C两球用轻弹簧连接后放在光滑的水平面上,A球以速度v0沿B、C两球球心的连线向B球运动,碰后A、B两球粘在一起。问:

(1)A、B两球刚刚粘合在一起时的速度是多大?

(2)弹簧压缩至最短时三个小球的速度是多大?

正确答案

解:(1)在A、B碰撞的过程中弹簧的压缩量是极其微小的,产生弹力可完全忽略,即C球并没有参与作用,因此A、B两球组成的系统所受合外力为零,动量守恒。所以v0的方向为动量的正方向,则有:

mv0=2mv1,解得v1=v0/2

(2)粘合在一起的A、B两球向右运动,压缩弹簧,由于弹力的作用,C球被加速,速度由零开始增大,而A、B两球被减速,速度逐渐减小,当三球相对静止时弹簧最短,此时三球速度相等。在这一过程中,三球构成的系统动量守恒,有:

2mv1=3mv2,解得

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简答题

用速度为v0、质量为m124He核轰击质量为m2的静止的714N核,发生核反应,最终产生两种新粒子A和B。其中A为817O核,质量为m3,速度为v3;B的质量为m4

(1)计算粒子B的速度vB

(2)粒子A的速度符合什么条件时,粒子B的速度方向与He核的运动方向相反。

正确答案

解:(1)由动量守恒定律有:m1v0=m3v3+m4vB 解得:vB

(2)B的速度与He核的速度方向相反,即:m1v0-m3v3<0

解得:v3

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简答题

在光滑的水平面上,质量为m1的小球A以速率v0向右运动。在小球的前方O点处有一质量为m2的小球B处于静止状态,如图所示。小球A与小球B发生正碰后小球A、B均向右运动。小球B被在Q点处的墙壁弹回后与小球A在P点相遇,PQ=1.5PO。假设小球间的碰撞及小球与墙壁之间的碰撞都是弹性的,求两小球质量之比m1/m2

正确答案

解:从两小球碰撞后到它们再次相遇,小球A和B的速度大小保持不变,根据它们通过的路程,可知小球B和小球A在碰撞后的速度大小之比为4∶1

两球碰撞过程有:

解得:

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简答题

(选修3-5选做题)

如图所示,A、B、C三物块的质量均为m,置于光滑的水平台面上。B、C间夹有原已完全压紧而不能再压缩的弹簧,两物块用细绳相连,使弹簧不能伸展。物块A以初速度v0沿B、C连线方向向B运动,相碰后,A与B、C粘合在一起,然后连接B、C的细绳因受扰动而突然断开,弹簧伸展,从而使C与A、B分离,脱离弹簧后C的速度为2v0。求:

(1)A、B碰后A的速度;

(2)弹簧所释放的势能△E。

正确答案

解:(1)对A、B、C由动量守恒定律得nmv0=3mv

A、B碰后A的速度为

(2)对A、B、C由动量守恒定律得3mv=2mv1+m×2v0

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简答题

甲、乙两个物体在同一直线上同向运动,甲物体在前、乙物体在后,甲物体质量为2kg,速度是1m/s,乙物体质量是4kg,速度是3m/s。乙物体追上甲物体发生正碰后,两物体仍沿原方向运动,而甲物体的速度为3m/s,乙物体的速度是多少?

正确答案

2m/s

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简答题

在某次冰壶比赛中,运动员将一冰壶甲以4m/s速度推出,与正前方另一静止的相同质量的冰壶乙发生对心正碰,碰撞后冰壶乙以3m/s速度沿向前滑行,方向与冰壶甲运动方向相同。

(1)求碰后瞬间冰壶甲的速度;

(2)试通过计算说明该碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞。

正确答案

解:(1)由动量守恒得m×4=m×3+mv

得碰后瞬间冰壶甲的速度为v′=1m/s

(2)通过计算判断碰撞前后的机械能关系,得E>E

该碰撞为非弹性碰撞

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简答题

如图所示,在水平光滑直导轨上,静止着三个质量均为m=1kg的相同小球A、B、C,现让A球以v0=2m/s的速度向着B球运动,A、B两球碰撞后黏合在一起,两球继续向右运动并跟C球碰撞,C球的最终速度vc=1m/s。

(1)两球跟球相碰前的共同速度多大?

(2)两次碰撞过程中一共损失了多少动能?

正确答案

解:(1)A、B相碰满足动量守恒

得两球跟C球相碰前的速度v1=1m/s

两球与C碰撞同样满足动量守恒

得两球碰后的速度v2=0.5m/s

(2)两次碰撞损失的动能=1.25J

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简答题

质量为3 kg的小球A在光滑水平面上以6m/s的速度向右运动,恰遇上质量为5 kg的小球B以4 m/s的速度向左运动,碰撞后B球恰好静止,求碰撞后A球的速度。

正确答案

解:两球都在光滑水平面上运动,碰撞过程中系统所受合外力为零,因此系统动量守恒,取A球初速度方向为正,由动量守恒定律有

mAvA+mBvB=mAvA'

解得≈-0.67 m/s,负号表明速度方向与正方向相反

即碰后A球速度大小为0.67 m/s,方向向左

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简答题

如图所示,游乐场上,两位同学各驾着一辆碰碰车迎面相撞,此后,两车以共同的速度运动。设甲同学和他的车的总质量为150 kg,碰撞前向右运动,速度的大小为4.5 m/s;乙同学和他的车的总质量为200 kg,碰撞前向左运动,速度的大小为3.7 m/s.求碰撞后两车共同的运动速度。

正确答案

解:本题的研究对象为两辆碰碰车(包括驾车的同学)组成的系统,在碰撞过程中此系统的内力远远大于所受的外力,外力可以忽略不计,满足动量守恒定律的适用条件,设甲同学的车碰撞前的运动方向为正方向,他和车的总质量m1=150 kg,碰撞前的速度v1=4.5m/s;乙同学和车的总质量m2=200 kg,碰撞前的速度v2=-3.7m/s;设碰撞后两车的共同速度为v,则

系统碰撞前的总动量为:p=m1v1+m2v2=150×4.5 kg·m/s+200×(-3.7)kg·m/s= -65 kg·m/s

碰撞后的总动量为p'=(m1+m2)v

根据动量守恒定律可知p=p',代入数据解得v=-0.186 m/s

即碰撞后两车以v=0.186 m/s的共同速度运动,运动方向向左

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简答题

质量为m1=2kg的物体与质量为m2(具体数值未知)的物体在光滑水平面上正碰,碰撞时间忽略不计,其位移-时间图像如图所示问:

(1)m2为多少千克?

(2)m1物体碰撞后动量增量的大小是多少?

(3)通过计算判断,两物体的碰撞是否是弹性碰撞?

正确答案

解:(1)

解得m2=6Kg

(2)-12Kg·m/s

m1物体碰撞后动量增量的大小是12Kg·m/s

(3)碰前总动能=16J ;

碰后总动能=16J ,故是弹性碰撞。

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简答题

一同学利用水平气垫导轨做《探究碰撞中的不变量》的实验时,测出一个质量为0.8kg的滑块甲以0.4m/s的速度与另一个质量为0.6kg、速度为0.2m/s的滑块乙迎面相撞,碰撞后滑块乙的速度大小变为0.3m/s。求此时滑块甲的速度。

正确答案

解:由得:

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简答题

动量分别为5kgžm/s和6kgžm/s的小球A、B沿光滑平面上的同一条直线同向运动,A追上B并发生碰撞后.若已知碰撞后A的动量减小了2kgžm/s,而方向不变,那么A、B质量之比的可能范围是什么?

正确答案

A能追上B,说明碰前vA>vB,

;………………….3分

碰后A的速度不大于B的速度, ;………………….3分

又因为碰撞过程系统动能不会增加, ……….3分

由以上不等式组解得:………………….1分

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简答题

如图所示,光滑水平面轨道上有三个木块A、B、C,质量分别为mB=mC=2m,mA=m,A、B用细绳连接,中间有一压缩的弹簧(弹簧与滑块不栓接)。开始时A、B以共同速度v0运动,C静止。某时刻细绳突然断开,A、B被弹开,然后B又与C发生碰撞并粘在一起,最终三滑块速度恰好相同。求B与C碰撞前B的速度。

正确答案

解:设共同速度为v,球A和B分开后,B的速度为vB,由动量守恒定律有

联立这两式得B和C碰撞前B的速度为

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简答题

如图所示,在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车,甲车系一穿过打点计时器的纸带,当甲车获得某一向右速度时,随即启动打点计时器,甲车运动一段距离后,与静止的乙车发生正碰并粘在一起运动。纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两车运动情况如图所示。电源频率为50 Hz,则碰撞前甲车运动速度大小为________m/s,甲、乙两车碰撞后的速度大小为________m/s,该碰撞属于________碰撞。

正确答案

0.60,0.39,完全非弹性

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简答题

如图所示,质量为0-3 kg的小车静止在光滑的轨道上,在它下面挂一个质量为0.1 kg的小球B,车旁有一支架被吲定在轨道上,支架上0点悬挂一质量也为0.1 kg的小球A,两球的球心至悬挂点的距离均为0.2 m.当两球静止时刚好相切,两球心位于同一水平线上,两条悬线竖直且相互平行.若将A球向左拉至图中虚线所示位置后从静止释放,与B球发生碰撞,碰撞中无机械能损失,求碰后B球上升的最大高度和小车获得的最火速度.(重力加速度g="10" m/S2

正确答案

0.19m  1.12m/s

如答图17所示,A球从静止释放后自由落至C点悬线绷直,此时速度为vC

      则

解得

在绷直的过程中沿线的速度分量减为零,

A球将以切向速度v1沿圆弧运动,且

A球从C点运动到最低点与B球碰撞前机

械能守恒,可求出A球与B球碰前的速度V2

解得m/s

因A、B两球发生无机械能损失的碰撞且mA=mB,所以它们的速度交换,即碰后A球的速度为零,B球的速度为m/s,对B球和小车组成的系统在水平方向有动量守恒和机械能守恒,两者有共同速度u。B球上升到最高点,设上升高度为h,有

          

解得

在B球回摆到最低点的过程中,悬线拉力会使小车加速,当B求回到最低点时,小车有最大速度vm,设此时B球回到最低点的速度大小为v3,根据动量守恒定律和机械能守恒定律有

                

解得1.12m/s

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