- 动量守恒定律
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开学初,小源到建设银行营业网点兑换了此前在网上预约的中国高铁纪念币。这枚纪念币由中国人民银行发行,面额10元,每人限兑20枚,且需要提前预约。小源打算与班上同学分享自己的喜悦。他可以向大家这样介绍
①纪念币面额和实际购买力都是由中国人民银行规定的
②纪念币可以直接购买商品,也具有支付手段等货币职能
③纪念币发行量有限,具有一定的收藏价值和升值空间
④纪念币不能与同面额人民币等值流通,必须在规定时间地点使用
正确答案
解析
①错误,国家无权规定纪念币的实际购买力;④错误,纪念币与同面额人民币等值流通,在任何时间地点都可使用;由中国人民银行发行的纪念币属于法定货币,可以直接购买商品,也具有支付手段等货币职能,因其发行量有限,具有一定的收藏价值和升值空间,故②③正确。
知识点
如图所示,质量为m2的球2一端与轻质弹簧相连静止在光滑水平面上,质量为m1的球1以速度v沿两球球心的连线方向向右运动,则下列描述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、在弹簧压缩过程中球1和球2组成的系统,合外力为零,满足动量守恒.只有弹簧的弹力做功,满足机械能守恒.故A正确.
BC、弹簧压缩到最短时两个小球的速度相等,设为v′.根据动量守恒得:m1v=(m1+m2)v′
得 v′=,此时弹簧处于压缩状态,球1受到向左的压力,而速度向右,所以球1继续减速,最小速度小于
,球2继续加速,最终速度将大于
.故B错误,C正确.
D、设最后m1、m2的速度分别为v1、v2.
根据系统的动量守恒和机械能守恒得:
m1v=m1v1+m2v2;
m1v2=
m1v12+m2v22;
联立解得 v1=v
若m1<m2,可得 v1<0,最终球1向左匀速运动;若m1=m2,可得 v1=0,最终球1静止;若m1>m2,可得 v1>0,最终球1向右匀速运动;故D正确.
故选:ACD.
装甲车和战舰采用多层钢板比采用同样质量的单层钢板更能抵御穿甲弹的射击.通过对以下简化模型的计算可以粗略说明其原因.质量为2m、厚度为2d的钢板静止在水平光滑桌面上.质量为m的子弹以某一速度垂直射向该钢板,刚好能将钢板射穿.现把钢板分成厚度均为d、质量均为m的相同两块,间隔一段距离水平放置,如图所示.若子弹以相同的速度垂直射向第一块钢板,穿出后再射向第二块钢板,求子弹射入第二块钢板的深度.设子弹在钢板中受到的阻力为恒力,且两块钢板不会发生碰撞不计重力影响.
正确答案
解:质量为m的子弹以某一速度V0垂直射向该钢板,刚好能将钢板射穿且钢板和子弹获得速度为V,
则由系统动量守恒和摩擦力做功等于系统动能的减少得:
mv0=(m+2m)v…①
…②
质量为m的子弹以某一速度V0垂直射穿第一块钢板,获得速度V1,钢板速度V2,
则由系统动量守恒和摩擦力做功等于系统动能的减少
mv0=mv1+mv2…③
…④
质量为m的子弹以速度V1垂直射向第二块钢板在第二块钢板中进入深度d0,公共速度V3,
则由系统动量守恒和摩擦力做功等于系统动能的减少
mv1=2mv3…⑤
…⑥
联立以上六式化简得
答:子弹射入第二块钢板的深度
解析
解:质量为m的子弹以某一速度V0垂直射向该钢板,刚好能将钢板射穿且钢板和子弹获得速度为V,
则由系统动量守恒和摩擦力做功等于系统动能的减少得:
mv0=(m+2m)v…①
…②
质量为m的子弹以某一速度V0垂直射穿第一块钢板,获得速度V1,钢板速度V2,
则由系统动量守恒和摩擦力做功等于系统动能的减少
mv0=mv1+mv2…③
…④
质量为m的子弹以速度V1垂直射向第二块钢板在第二块钢板中进入深度d0,公共速度V3,
则由系统动量守恒和摩擦力做功等于系统动能的减少
mv1=2mv3…⑤
…⑥
联立以上六式化简得
答:子弹射入第二块钢板的深度
如图所示,质量均为M=0.8kg的木块A、B静止在光滑水平面上,质量为m=0.2kg的子弹以水平速度υ0=200m/s射穿木块A后的速度为υ1=120m/s,接着射入木块B并最终保留在其中.求:
(Ⅰ)子弹的最终速度;
(Ⅱ)整个过程中系统损失的机械能.
正确答案
解:(1)以子弹、A组成的系统为研究对象,以子弹的初速度方向为正方向,子弹射穿A的过程,
由动量守恒定律得:
mv0=mv1+Mv2,
代入数据解得:v2=20m/s;
子弹击中B的过程,子弹与B组成的系统动量守恒,以子弹的速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
mv1=(m+M)v3,
代入数据解得:v3=24m/s;
(2)子弹在与沙A、B发生相互作用的过程中,由能量守恒定律得:
系统损失的机械能△E=m
-
M
-
(M+m)
代入数据解得:△E=3552J;
答:(1)子弹的最终速度是24m/s;
(2)整个过程中系统损失的机械能是3552J.
解析
解:(1)以子弹、A组成的系统为研究对象,以子弹的初速度方向为正方向,子弹射穿A的过程,
由动量守恒定律得:
mv0=mv1+Mv2,
代入数据解得:v2=20m/s;
子弹击中B的过程,子弹与B组成的系统动量守恒,以子弹的速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
mv1=(m+M)v3,
代入数据解得:v3=24m/s;
(2)子弹在与沙A、B发生相互作用的过程中,由能量守恒定律得:
系统损失的机械能△E=m
-
M
-
(M+m)
代入数据解得:△E=3552J;
答:(1)子弹的最终速度是24m/s;
(2)整个过程中系统损失的机械能是3552J.
一个连同装备共有100kg的宇航员,脱离宇宙飞船后,在离飞船45m的位置与飞船处于相对静止的状态.装备中有一个高压气源,能以50m/s的速度喷出气体.宇航员为了能在10min时间返回飞船,则他需要在开始返回的瞬间一次性向后喷出的气体的质量______kg.(结果保留两位有效数字)
正确答案
0.15
解析
解:设宇航员的速度为u,则:
释放m1氧气后,则根据动量守恒有:0=m1v-(M-m1)u
代入数据得:m1=0.15kg
故答案为:0.15
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