- 动量守恒定律
- 共5880题
在光滑的水平面上,有三个小球A、B、C,质量分别为mA=1kg、mB=2kg、mC=4kg,AB之间有一个弹簧(与物体不拴接),在外力作用下处于压缩状态,储存了弹性势能Ep=108J,某时刻突然撤去外力,由静止释放AB,B离开弹簧后与C正碰,碰撞后粘在一起.求:BC粘在一起后的速度大小.
正确答案
解:释放弹簧过程中,A、B系统动量守恒定律、机械能守恒定律,以向右为正方向,由动量守恒定律得:
mBvB-mAvA=0,
由机械能守恒定律得:
mAvA2+mBvB2=EP,
B、C碰撞过程中,动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得:
mBvB=(mC+mB)v,
联立并代入数据得:v=2m/s;
答:BC粘在一起后的速度为2m/s;
解析
解:释放弹簧过程中,A、B系统动量守恒定律、机械能守恒定律,以向右为正方向,由动量守恒定律得:
mBvB-mAvA=0,
由机械能守恒定律得:
mAvA2+mBvB2=EP,
B、C碰撞过程中,动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得:
mBvB=(mC+mB)v,
联立并代入数据得:v=2m/s;
答:BC粘在一起后的速度为2m/s;
A.某人造地球卫星在其轨道上绕地球做圆周运动,它受到的向心力大小为F,运行周期为T.如果该卫星的运行轨道半径变为原来的两倍,则它受到的向心力将变为______,运行周期将变为______.
B.某同学的质量为60kg,在一次军事训练中,他以2m/s的速度从岸上跳到一条正对着他缓缓飘来的小船上,小船的速度为0.5m/s.该同学跳上船后又走了几步,最终停在船上时小船的速度大小为0.25m/s,方向与该同学原来的速度方向一致.则该同学的动量的变化量为______kg•m/s,小船的质量为______kg.
正确答案
2
-105
140
解析
解:A、根据卫星做匀速圆周运动时万有引力提供向心力得:
F=得:运行轨道半径变为原来的两倍,则它受到的向心力将变为原来的四分之一,即为
,
根据得:
,运行轨道半径变为原来的两倍,则T′=
故答案为:,
B、规定向右为正方向,设人上船后船人共同速度为v,由动量守恒:m人v人-m船v船=(m人+m船)v
解得:m船=140kg
人的动量的变化量△P为:△P=m人v-m人v人=-105kg•m/s.
故答案为:-105,140
如图所示,两物块A、B并排静置于高h=0.80m的光滑水平桌面上,物块的质量均为M=0.60kg.一颗质量m=0.10kg的子弹C以v0=100m/s的水平速度从左面射入A,子弹射穿A后接着射入B并留在B中,此时A、B都没有离开桌面.已知物块A的长度为0.27m,A离开桌面后,落地点到桌边的水平距离s=2.0m.设子弹在物块A、B 中穿行时受到的阻力大小相等,g取10m/s2.(平抛过程中物块看成质点)求:
(1)物块A和物块B离开桌面时速度的大小分别是多少;
(2)子弹在物块B中打入的深度;
(3)若使子弹在物块B中穿行时物块B未离开桌面,则物块B到桌边的最小初始距离.
正确答案
解:(1)子弹射穿物块A后,A以速度vA沿桌面水平向右匀速运动,离开桌面后做平抛运动,由平抛运动规律得:
在竖直方向:h=gt2,
代入数据解得:t=0.4s,
A离开桌边的速度:vA==
=5m/s,
设子弹射入物块B后,子弹与B的共同速度为vB,
子弹击中木块过程系统动量守恒,以子弹的初速度方向为正方向,由动量守恒守恒定律得:mv0=MvA+(M+m)vB,
代入数据解得:vB=10m/s;
(2)设子弹离开A时的速度为v1,子弹与物块A作用过程系统动量守恒,以子弹初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
mv0=mv1+2MvA,
代入数据解得:v1=40m/s,
子弹在物块B中穿行的过程中,由能量守恒定律得:
fLB=MvA2+
mv12-
(M+m)vB2…①
子弹在物块A中穿行的过程中,由能量守恒得:
fLA=mv02-
mv12-
(M+M)vA2…②
由①②解得:LB=0.035m;
(3)子弹在物块A中穿行的过程中,物块A在水平桌面上的位移为s1,
由动能定理得:fs1=(M+M)vA2-0…③
子弹在物块B中穿行的过程中,物块B在水平桌面上的位移为s2,
由动能定理得:fs2=MvB2-
MvA2…④
由②③④解得物块B到桌边的最小距离:smin=s1+s2,
代入数据解得:smin=0.025m;
答:(1)物块A和物块B离开桌面时速度的大小分别是5m/s、10m/s;
(2)子弹在物块B中打入的深度为0.035m;
(3)若使子弹在物块B中穿行时物块B未离开桌面,则物块B到桌边的最小初始距离为0.025m.
解析
解:(1)子弹射穿物块A后,A以速度vA沿桌面水平向右匀速运动,离开桌面后做平抛运动,由平抛运动规律得:
在竖直方向:h=gt2,
代入数据解得:t=0.4s,
A离开桌边的速度:vA==
=5m/s,
设子弹射入物块B后,子弹与B的共同速度为vB,
子弹击中木块过程系统动量守恒,以子弹的初速度方向为正方向,由动量守恒守恒定律得:mv0=MvA+(M+m)vB,
代入数据解得:vB=10m/s;
(2)设子弹离开A时的速度为v1,子弹与物块A作用过程系统动量守恒,以子弹初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
mv0=mv1+2MvA,
代入数据解得:v1=40m/s,
子弹在物块B中穿行的过程中,由能量守恒定律得:
fLB=MvA2+
mv12-
(M+m)vB2…①
子弹在物块A中穿行的过程中,由能量守恒得:
fLA=mv02-
mv12-
(M+M)vA2…②
由①②解得:LB=0.035m;
(3)子弹在物块A中穿行的过程中,物块A在水平桌面上的位移为s1,
由动能定理得:fs1=(M+M)vA2-0…③
子弹在物块B中穿行的过程中,物块B在水平桌面上的位移为s2,
由动能定理得:fs2=MvB2-
MvA2…④
由②③④解得物块B到桌边的最小距离:smin=s1+s2,
代入数据解得:smin=0.025m;
答:(1)物块A和物块B离开桌面时速度的大小分别是5m/s、10m/s;
(2)子弹在物块B中打入的深度为0.035m;
(3)若使子弹在物块B中穿行时物块B未离开桌面,则物块B到桌边的最小初始距离为0.025m.
某同学把两块质量不同的木块用细线连接,中间夹一被压缩了的轻质弹簧,如图所示,将这一系统置于光滑的水平桌面上,烧断细线,观察木块的运动情况,进行必要的测量,验证物体间相互作用时动量守恒.
(1)两木块离开桌面之后做______运动.
(2)该同学必须用______(填写实验器材)测量出两木块的______(填写物理量,并标明物理符号);还要用______(填写实验器材)测量出两木块落地时的______(填写物理量,并标明物理符号)
(3)用所得数据验证动量守恒的关系式是______.
正确答案
解:(1)烧断细线后,两木块被弹开,两木块离开桌面后做平抛云;
(2)以向左为正方向,设两木块的质量和平抛初速度分别为m1、m2,v1、v2,
平抛运动的水平位移分别为s1、s2,平抛运动的时间为t.
如果释放过程系统动量守恒,则:m1v1-m2v2=0,
速度:v1=,v2=
,代入整理得:m1s1=m2s2,
验证动量守恒,需要用天平测量两木块的质量m1和m2,
用刻度尺测量两木块落地点到桌面边缘的水平距离s1,s2.
(3)由(2)可知,需要验证的表达式为:m1s1=m2s2.
故答案为:(1)平抛;(2)天平;质量m1和m2;刻度尺;落地点到桌面边缘的水平距离s1,s2;(3)m1s1=m2s2.
解析
解:(1)烧断细线后,两木块被弹开,两木块离开桌面后做平抛云;
(2)以向左为正方向,设两木块的质量和平抛初速度分别为m1、m2,v1、v2,
平抛运动的水平位移分别为s1、s2,平抛运动的时间为t.
如果释放过程系统动量守恒,则:m1v1-m2v2=0,
速度:v1=,v2=
,代入整理得:m1s1=m2s2,
验证动量守恒,需要用天平测量两木块的质量m1和m2,
用刻度尺测量两木块落地点到桌面边缘的水平距离s1,s2.
(3)由(2)可知,需要验证的表达式为:m1s1=m2s2.
故答案为:(1)平抛;(2)天平;质量m1和m2;刻度尺;落地点到桌面边缘的水平距离s1,s2;(3)m1s1=m2s2.
(2015春•沧州校级月考)半圆形光滑轨道固定在水平地面上,如图所示,并使其轨道平面与地面垂直,物体m1、m2同时由轨道左、右最高点释放,二者碰后粘在一起向上运动,最高能上升到轨道M点,已知OM与竖直方向夹角为60°,则两物体的质量之比m1:m2为( )
正确答案
解析
解:两球到达最低的过程由动能定理得:mgR=mv2
解得:v=
所以两球到达最低点的速度均为:
设向左为正方向,则m1的速度v1=-,则m2的速度v2=
,
由于碰撞瞬间动量守恒得:m2v2+m1v1=(m1+m2)v共
解得:v共= ①
二者碰后粘在一起向左运动,最高能上升到轨道P点,
对此过程由动能定理得:-(m1+m2)gR(1-cos60°)=0-(m1+m2)v共2 ②
由①②解得:=2
整理地:m1:m2=(-1):(
+1)
故选:C
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