- 动量守恒定律
- 共5880题
一物体从某高处由静止释放,设所受空气阻力恒定,当它下落h时的动量大小为P1,当它下落2h时的动量大小为P2,那么P1:P2等于( )
正确答案
解析
解:由题,物体受到重力和空气阻力,物体做匀加速直线运动,根据运动学公式,得
物体下落h和2h时速度分别为
=2ah
则得v1:v2=1:
而动量P=mv,则得动量之比为p1:p2=1:.
故选B
如图示,滑板A放在水平面上,长度为l=2m,滑块质量mA=1kg、mB=0.99kg,A、B间粗糙,现有mC=0.01kg子弹以V0=200m/s速度向右击中B并留在其中,求
(1)子弹C击中B后瞬间,B速度多大
(2)若滑块A与水平面固定,B被子弹击中后恰好滑到A右端静止,求滑块B与A间动摩擦因数μ
(3)若滑块A与水平面光滑,B与A间动摩擦因数不变,试分析B能否离开啊,并求整个过程A、B、C组成的系统损失的机械能.
正确答案
解:(1)子弹击中B的过程中系统动量守恒,以子弹的初速度方向为正方向,
由动量守恒定律得:动量守恒:mCv0=(mB+mC)v1,代入数据解得:v1=2m/s;
(2)若滑块A与水平面固定,B由运动到静止,位移为s.
动能定理有:-μ(mB+mC)gs=0-(mB+mC)v12,代入数据解得:μ=0.1;
(3)B、C与A间的摩擦力:f=μ(mB+mC)g,代入数据解得:f=1N,
系统动量守恒,以AB的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
(mB+mC)v1=(mA+mB+mC)v2,代入数据解得:v2=1m/s,
此时B相对A位移为s′,由能量守恒定律的:功能关系知:
(mB+mC)v12=
(mA+mB+mC)v22+fs′,代入数据解得:s′=1m,
因s′<l,A、B、C最后共速运动,不会分离,
由能量守恒定律得,系统损失的机械能为:Q=mCv02-
(mA+mB+mC)v22,
代入数据解得:Q=199J;
答:(1)子弹C击中B后瞬间,B速度为2m/s.
(2)若滑块A与水平面固定,B被子弹击中后恰好滑到A右端静止,求滑块B与A间动摩擦因数μ为0.1.
(3)若滑块A与水平面光滑,B与A间动摩擦因数不变,B不能离开A,整个过程A、B、C组成的系统损失的机械能为199J.
解析
解:(1)子弹击中B的过程中系统动量守恒,以子弹的初速度方向为正方向,
由动量守恒定律得:动量守恒:mCv0=(mB+mC)v1,代入数据解得:v1=2m/s;
(2)若滑块A与水平面固定,B由运动到静止,位移为s.
动能定理有:-μ(mB+mC)gs=0-(mB+mC)v12,代入数据解得:μ=0.1;
(3)B、C与A间的摩擦力:f=μ(mB+mC)g,代入数据解得:f=1N,
系统动量守恒,以AB的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
(mB+mC)v1=(mA+mB+mC)v2,代入数据解得:v2=1m/s,
此时B相对A位移为s′,由能量守恒定律的:功能关系知:
(mB+mC)v12=
(mA+mB+mC)v22+fs′,代入数据解得:s′=1m,
因s′<l,A、B、C最后共速运动,不会分离,
由能量守恒定律得,系统损失的机械能为:Q=mCv02-
(mA+mB+mC)v22,
代入数据解得:Q=199J;
答:(1)子弹C击中B后瞬间,B速度为2m/s.
(2)若滑块A与水平面固定,B被子弹击中后恰好滑到A右端静止,求滑块B与A间动摩擦因数μ为0.1.
(3)若滑块A与水平面光滑,B与A间动摩擦因数不变,B不能离开A,整个过程A、B、C组成的系统损失的机械能为199J.
两物块A、B用轻弹簧相连,质量均为2kg,初始时弹簧处于原长,A、B两物块都以v=6m/s的速度在光滑的水平地面上运动,质量4kg的物块C静止在前方,如图所示.B与C碰撞后二者会粘在一起运动.求在以后的运动中:
(1)当弹簧的弹性势能最大时,物块A的速度为多大?
(2)系统中弹性势能的最大值是多少?
正确答案
解:(1)当A、B、C三者的速度相等时弹簧的弹性势能最大,设共同速度为.由A、B、C三者组成的系统动量守恒得:
解得:
(2)B、C碰撞时B、C组成的系统动量守恒,设碰后瞬间B、C两者速度为,则
mBv=(mB+mC)
=
=2 m/s
设物ABC速度相同时弹簧的弹性势能最大为Ep,
根据能量守恒有:
Ep=(mB+mC)
+
mAv2-
(mA+mB+mC)
=×(2+4)×22+
×2×62-
×(2+2+4)×32=12 J
答:(1)当弹簧的弹性势能最大时,物块A的速度为3m/s
(2)系统中弹性势能的最大值是12J
解析
解:(1)当A、B、C三者的速度相等时弹簧的弹性势能最大,设共同速度为.由A、B、C三者组成的系统动量守恒得:
解得:
(2)B、C碰撞时B、C组成的系统动量守恒,设碰后瞬间B、C两者速度为,则
mBv=(mB+mC)
=
=2 m/s
设物ABC速度相同时弹簧的弹性势能最大为Ep,
根据能量守恒有:
Ep=(mB+mC)
+
mAv2-
(mA+mB+mC)
=×(2+4)×22+
×2×62-
×(2+2+4)×32=12 J
答:(1)当弹簧的弹性势能最大时,物块A的速度为3m/s
(2)系统中弹性势能的最大值是12J
一个质量为mB的小球B静止在光滑水平面上,另一质量为mA的小球A以速率v从左侧运动过来与小球B发生弹性正碰,已知A球质量大于B球质量,求:碰后A、B两球的速率v1、v2.
正确答案
解:对AB两物体由动量守恒可得:
mAv=mAv1+mBv2
对碰撞过程由机械能守恒可得:
mAV2=
mAv12+
mBv22
联立解得
v1= v2=
答:两球的速度分别为:v1= v2=
解析
解:对AB两物体由动量守恒可得:
mAv=mAv1+mBv2
对碰撞过程由机械能守恒可得:
mAV2=
mAv12+
mBv22
联立解得
v1= v2=
答:两球的速度分别为:v1= v2=
一质量为M的木块静止在光滑水平面上,现有一质量为m的滑块以一定的初速度v0从木块的左端开始向木板的右端滑行.滑块和木板的水平速度大小随时间变化的情况如图所示,根据图象作出如下判断正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由图象可知,滑块做匀减速直线运动,木板做匀加速直线运动,最终一起做匀速直线运动,故A错误,B错误
C、从图线的斜率可知,滑块的加速度大小小于木板加速度的大小,根据牛顿第二定律知,a=,知所受的摩擦力大小相等,可知滑块的质量m大于木板的质量M.故C正确
D、由于摩擦力的作用,滑块在木板滑动过程中,滑块和木板组成的系统机械能部分转化为内能,故D错误
故选C.
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