- 动量守恒定律
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球A追上球B并与球B正碰,碰前两球动量分别为pA=5kg•m/s,pB=7kg•m/s碰后球B动量pB′=10kg•m/s,则两球质量mA、mB可能有( )
正确答案
解析
解:由题,由动量守恒定律得:pA+pB=pA′+pB′,得pA′=2kg•m/s,
碰撞前,A的速度大于B的速度,则得>
,代入得mB>1.4mA
根据碰撞过程总动能不增加,则有
+
>
+
代入解得,mB≈2.43mA.
碰后,两球同向运动,A的速度不大于B的速度,则≤
综上得,2.43mA<mB≤5mA.故AB错误,CD正确.
故选CD
A 用速度为v的质子H轰击静止的氦原子核
He,结果质子
H以速度v,反向弹回,设质子
H质量为m,以v的方向为正方向,则轰击前后它的动量增量为______;不计其它力的作用,氦原子核
He获得的初速度为______.
正确答案
-m(v+v′)
解析
解:质子H动量的增量为△P=-mv′-mv=-m(v+v′).
根据动量守恒定律得
mv=-mv′+4mV
得 V=,即氦原子核
He获得的初速度为
.
故答案为:-m (v+v′),.
带有斜轨道(足够高)的滑块C静止在平台右边,质量为3m,其左端静止放置一质量为2m的小物块B,质量为m的小物块A以速度v0和B发生弹性碰撞,不计一切摩擦,重力加速度为g,求:
(1)碰后瞬间B的速度;
(2)B在C上上升的最大高度.
正确答案
解:(1)设碰后B的速度为vB,根据碰撞过程中动量守恒得:
mv0=mvA+2mvB根据机械能守恒定律得:=
+
解得:vB=
(2)上升到最高时B、C的速度相同设为v,则
2mvB=5mv
2mgh=-
解得:h=
答:(1)碰后瞬间B的速度为;
(2)B在C上上升的最大高度为.
解析
解:(1)设碰后B的速度为vB,根据碰撞过程中动量守恒得:
mv0=mvA+2mvB根据机械能守恒定律得:=
+
解得:vB=
(2)上升到最高时B、C的速度相同设为v,则
2mvB=5mv
2mgh=-
解得:h=
答:(1)碰后瞬间B的速度为;
(2)B在C上上升的最大高度为.
质量为m的物块乙以4.0m/s的速度在光滑水平面上运动,另一质量为3m的物体甲(有一轻弹簧固定其上)静止,如图所示.甲、乙两物体的运动始终在同一直线上,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、在弹簧压缩过程中,弹簧的弹力不断增大,甲的加速度也不断增大,故甲物块做加速度增大的变加速直线运动.故A错误.
B、乙物块的速度最小为0,设此时甲的速度为v甲,由动量守恒得:mv0=3mv甲,得v甲=m/s=1.33m/s.故B错误.
C、当两个物体的速度相等时,弹簧的压缩量最大,弹力最大,设相等的速度为v,由动量守恒定律mv0=(m+3m)v,解得,v=m/s=1m/s.故C正确.
D、乙物块的动能最小时,速度最小,而此时弹簧处于压缩状态,甲仍在加速,当恢复原长时,甲的速度最大,动能最大,类似于运动的小球碰撞静止小球.故D错误.
故选C
一质量为M的航天器远离太阳和行星,正以速度v0在太空中飞行,某一时刻航天器接到加速的指令后,发动机瞬间向后喷出质量为m的气体,气体向后喷出的速度大小为v1,求加速后航天器的速度大小.(v0、v1均为相对同一参考系的速度)
正确答案
解:设速度v0的方向为正方向,则由动量守恒得:
Mv0=-mv1+(M-m)v2
所以,加速后航天器的速度大小:
答:加速后航天器的速度大小为
解析
解:设速度v0的方向为正方向,则由动量守恒得:
Mv0=-mv1+(M-m)v2
所以,加速后航天器的速度大小:
答:加速后航天器的速度大小为
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