- 动量守恒定律
- 共1004题
一物体的质量为2 kg.此物体竖直落下,以10 m/s的速度碰到水泥地面上,随后又以8 m/s 的速度被反弹起.若取竖直向上为正方向,则小球与地面碰前的动量是_________,相碰后的动量是_________,相碰前后的动量的变化是_________.
正确答案
-20 kg·m/s 16 kg·m/s 36 kg·m/s
取竖直向上为正方向,v0="-10" m/s,vt="8" m/s,p0=mv0="-20" kg·m/s,pt =mvt="16" kg·m/s,Δp=pt-p0="36" kg·m/s.
一个质量m为1kg的小球从=20m的高处自由下落,与地面相碰后反弹回10m高处,第二次落下,又反弹回5m高处,到与地面第三次碰撞前的整个过程中,设碰撞过程的时间很短,g=10m/
.试求:
(1)重力的冲量是多少?
(2)地面碰撞力的冲量是多少?
正确答案
(1)68N·s (2)58N·s,方向竖直向上.
(1)小球的运动过程如图所示:
∴=mgt=mg,
=68N·s;
(2)以向下为正,在整个过程中,有,
∴=10-68=-58N·s,
即地面碰撞力的冲量大小为58N·s,方向竖直向上.
质量为1Kg的小球从高20m处自由落到软垫上,反弹后最大高度为5.0m,小球与软垫接触的时间为1.0s,在接触时间内受到软垫弹力的冲量大小是___________N·s
正确答案
10
小球的下落高度是20m,根据可得小球与软垫接触的初速度为
,小球弹起的最大高度是5m,所以
,根据冲量定理可得
(9分)大小相同质量不等的A、B两球,在光滑水平面上作直线运动,发生正碰撞后分开.已知碰撞前A的动量pA=20㎏·m/s,B的动量pB=-30㎏·m/s,碰撞后A的动量pA=-4㎏·m/s,则:
(1)碰撞后B的动量pB;
(2)碰撞过程中A受到的冲量;
(3)若碰撞时间为0.01s,则B受到的平均冲力大小.
正确答案
(1)-6(2)-24(3)2400
略
两物体的质量之比为4∶1,动量大小之比是3∶4,两物体的速度大小之比为__________.
正确答案
3∶16
由动量的定义p=mv可知:=
=
=
.
质量m=4kg的物体A,在与水平面成37º角的斜向上的推力作用下运动,已知F=5N,作用时间t=3s,A与地面的动摩擦因数为μ=0.1,则力F的冲量I1= N·s,地面对A的支持力的冲量I2= N·s,地面所受的摩擦力的冲量为 N·s A受的合外力冲量I2= N·s。(g=10 m/s2)
正确答案
15, 101, 10.1, 0.9
恒力的冲量等于作用力与作用时间的乘积,则力F的冲量I1=Ft=5×3N?s.
地面对A的支持力的冲量I2=F支t=(G -Fsin37°)?t=(40-5×)×3N?s=102N?s;地面所受的摩擦力的冲量为(G -Fsin37°)μ?t=(40-5×
)×0.1×3N?s=10.2N?s,A受的合外力冲量I合=F合t=0.9 N·s。
一运动员质量为m=60 kg,从高h=5 m处落到一张有弹性的网上后,再经过1 s弹起变为向上的速度v=6 m/s开始离开网,则运动员受到弹性网的平均冲力为多少?运动员从开始下落到从网上弹起的过程中重力的冲量为多少?(取向上为正,g取10 m/s2)
正确答案
1 560 N 120 N·s
运动员下落到网时的速度="10" m/s,取向上为正方向,根据动量定理,Ft-mgt=mv2-mv1,解得F="1" 560 N.运动员下落的时间为t1=
="1" s,所以运动员从开始下落到从网上弹起共用2 s,则重力冲量为I="mgt=120" N·s.
如图8-1-4所示,质量为m的小球以速度v0水平抛出,恰好与固定斜面垂直碰撞,其反向弹回的速率恰与抛出时的速率相等.则小球与斜面碰撞过程中动量的变化量为________.
图8-1-4
正确答案
3mv0
由平抛运动规律可知,小球与斜面碰前的速度是水平速度与竖直速度的合速度,如右图所示.则v==2v0,选小球碰后的方向为正方向,则小球与斜面碰撞过程中动量的变化量为mv0-(-mv)=mv0+2mv0=3mv0.
如图所示,质量m1为4kg的木板A放在水平面C上,木板与水平面间的动摩擦因数μ=0.24,木板右端放着质量m2为1.0kg的小物块B(视为质点),它们均处于静止状态.木板突然受到水平向右的的瞬时冲量I作用开始运动,当小物块滑离木板时,木板的动能
为8.0J,小物块的动能
为0.50J,重力加速度取10m/s2,求:
(1)瞬时冲量作用结束时木板的速度V0.
(2)木板的长度L
正确答案
(1) (2)L=0.50m
(1)设水平向右为正方向,有① 代入数据解得
②
(2)设A对B、B对A、C对A的滑动摩擦力的大小分别为、
和
,B在A上滑行的时间为t,B离开A时A和B的速度分别为
和
,有
③
④其中
,
⑤
设A、B相对于C的位移大小分别为和
,有
⑥
⑦
动量与动能之间的关系为⑧
⑨
木板的长度⑩ 代入数据得L=0.50m
如图所示,长1.8m的细线下悬挂着质量为2kg的小球,开始时球离地面3.6m高,现将小球送到悬挂处放手后,让球自由落下,此小球在原静止位置A处绷断悬线落地.已知小球从自由落下到着地所经历的全部时间为1.2s,g=10m/,求细线断裂时小球所受到的合冲量是多少?
正确答案
6N·s,方向竖直向上.
小球运动分为3段:①自由落体;②绷断细线,Δt≈0,速度由;③竖直下抛.
=6m/s,
∴ =1.2-0.6=0.6 s.
又 ,
="3" m/s.
则 I= =2×3-2×6=-6 N·s
(以向下为正方向).
即细线断裂时小球受到的合冲量的大小为6N·s,方向竖直向上.
一质量为的质点从静止开始沿某一方向做匀加速直线运动,它的动量
随位移变化的关系式为
,则此质点( )
窗体顶端
正确答案
ABC。
,
,
,所以
,据此可求。
如图7所示,质量为M的车静止在光滑水平面上,车右侧内壁固定有发射装置。车左侧内壁固定有沙袋。发射器口到沙袋的距离为d,把质量为m的弹丸最终射入沙袋中,这一过程中车移动的距离是_______。
正确答案
本题可把子弹看作“人”,把车看作“船”,这样就可以用“人船模型”来求解。
,解得
。
如图所示,质量为m的有孔物体A套在光滑的水平杆上,在A下面用细绳挂一质量为M的物体B,若A固定不动,给B一水平冲量I,B恰能上升到使绳水平的位置。当A不固定时,要使B物体上升到使绳水平的位置,则给它的水平冲量至少多大?
正确答案
I′=
当A固定不动时,B受到冲量后以A为圆心做圆周运动,只有重力做功,机械能守恒。在水平位置时B的重力势能应等于其在最低位置时获得的动能Mgh=Ek=p2/2M=I2/2M。
若A不固定,B向上摆动时A也要向右运动,当B恰能摆到水平位置时,它们具有相同的水平速度,把A、B看成一个系统,此系统除重力外,其他力不做功,机械能守恒。又在水平方向上系统不受外力作用,所以系统在水平方向上动量守恒,设M在最低点得到的速度为v0,到水平位置时的速度为v。
Mv0=(M+m)v。
Mv02/2=(M+m)v2/2+Mgh。
I′=Mv0。
I′=
点评:此题重要的是在理解A不固定,B恰能上升到使绳水平的位置时,其竖直方向的分速度为0,只有水平速度这个临界点。另外B上升时也不再是做圆周运动,此时绳的拉力对B做功(请同学们思考一下,绳的拉力对B做正功还是负功),有兴趣的同学还可以分析一下系统以后的运动情况。
以初速度v0平抛出一个质量为m的物体,抛出后t秒内物体的动量变化是多少?
正确答案
Δp=Ft=mgt
因为合外力就是重力,所以Δp=Ft=mgt
质量为0.1 kg的弹性小球从高1.25 m处自由下落至一光滑而坚硬的水平板上,碰撞后弹回到0.8 m高处,求:
(1) 小球与水平板碰撞前后的动量;(2)小球与水平板碰撞前后的动量变化。(g="10" m/s2)
正确答案
(!)0.4方向竖直向上。(2)动量变化的大小为0.9 kg·m/s,方向竖直向上。
:(1)设小球与水平板碰撞前的速度为,则根据自由落体的规律得队
,方向竖直向下。
得小球与水平板碰撞前的动量,方向竖直向下。
同理小球与水平板碰撞后的动量可由竖直上抛运动规律求得速度
得动量,方向竖直向上。
(2)规定竖直向下为正方向,则
即动量变化的大小为0.9 kg·m/s,方向竖直向上。
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