- 动量守恒定律
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如图所示,气球质量为100kg,下连一质量不计的长绳,质量为50kg的人抓住绳子与气球一起静止在20m高处,若此人要沿着绳子安全下滑着地,求绳子至少有______m长.
正确答案
30
解析
解:设人的速度v1,气球的速度v2,规定向下为正方向,根据人和气球动量守恒得:
则m1v1-m2v2=0
由于人和气球时间相同,设人运动的位移大小是s1,气球运动的位移大小是s2,
所以m1s1=m2s2
人抓住绳子与气球一起静止在20m高处,
此人要沿着绳子安全下滑着地,人要下滑20m,即s1=20m
气球上升s2=×20=10m,
所以气球和人运动的路程之和为30m,即绳子至少有30m长.
故答案为:30.
如图所示,质量为M的滑块静止于光滑水平面上,滑块上固定有轻质弹簧,质量为m的A球以速度2v0向右运动,质量为m的B球以速度v0向左运动,两球碰后粘在一起,求弹簧可具有的最大弹性势能.
正确答案
解:以向右为正方向,两球碰撞过程动量守恒,
由动量守恒定律得:m•2v0-mv0=(m+m)v1,
解得:v1=,
两球粘在一起后的动能,EK1=•2mv12=
mv02,
弹簧压缩量最大时,球与滑块的速度相等,
以向右我i正方向,由动量守恒定律得:
m•2v0-mv0=(m+m+M)v2,解得:v2=,
此时系统动能:EK2=(2m+M)v22=
,
由机械能守恒定律可知,弹簧的最大弹性势能:
EP=EK1-EK2,解得:EP=;
答:弹簧可具有的最大弹性势能为.
解析
解:以向右为正方向,两球碰撞过程动量守恒,
由动量守恒定律得:m•2v0-mv0=(m+m)v1,
解得:v1=,
两球粘在一起后的动能,EK1=•2mv12=
mv02,
弹簧压缩量最大时,球与滑块的速度相等,
以向右我i正方向,由动量守恒定律得:
m•2v0-mv0=(m+m+M)v2,解得:v2=,
此时系统动能:EK2=(2m+M)v22=
,
由机械能守恒定律可知,弹簧的最大弹性势能:
EP=EK1-EK2,解得:EP=;
答:弹簧可具有的最大弹性势能为.
A.质量为0.4kg的小球甲以速度3m/s沿光滑水平面向右运动,质量为4kg的小球乙以速度5m/s沿光滑水平面向左运动,它们相碰后,甲球以速度8m/s被弹回,求此时乙球的速度大小为______m/s,方向______.
22B.2011年11月3日,中国自行研制的神舟八号飞船与天宫一号目标飞行器在距地球343km的轨道实现自动对接.神舟八号飞船离地面346.9km处圆轨道速度______(选填“大于”或“小于”)离地面200km处圆轨道速度;假设神舟八号在近圆轨道做匀速圆周运动时,离地高度为H,地球表面重力加速度为g,地球半径为R,则神舟八号的运行速度为______.
正确答案
3.9
水平向左
小于
解析
解:A、取碰撞前甲的速度方向为正方向,根据动量守恒定律得
m甲v甲-m乙v乙=-m甲v甲′+m乙v乙′
得 v乙′=(m甲v甲-m乙v乙+m甲v甲′)=
m/s=-3.9m/s,即方向水平向左.
B、根据卫星的速度公式v=,轨道半径越大,卫星的速度越小,则知神舟八号飞船离地面346.9km处圆轨道速度小于离地面200km处圆轨道速度;
神舟八号的运行速度为v=①
在地球表面上,有m′g=G,得GM=gR2,②
由①②得 v=
答:A、3.9,水平向左;B、小于,.
如图甲所示,长木板A静止在光滑的水平面上,质量m=2kg的物体B以v0=2m/s的水平速度滑上A的表面,由于A、B间存在摩擦,之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示,则下列说法中不正确的是( )
正确答案
解析
解:
A、设木板的质量为M,由动量守恒得mv0=(M+m)v,木板获得的速度为v=1m/s,解得M=2kg.木板获得的动能为Ek==
2×12J=1J.故A正确.
C、由图得到:0-1s内B的位移为xB=×(2+1)×1m=1.5m,A的位移为xA=
×1×1m=0.5m,木板A的最小长度为L=xB-xA=1m.故C正确.
D、由斜率大小等于加速度大小,得到B的加速度大小为a==
=1m/s2,根据牛顿第二定律得:μmBg=mBa,代入解得,μ=0.1.故D错误.
B、系统损失的机械能为△E=μmBgL=2J.故B正确.
本题选错误的,故选D
一只猴子用绳子拉着一块与其等质量的石块,在光滑水平面上运动(如图),开始时猴子和石块都静止,然后猴子以相对于绳子的速度u拉石块,则石块的速度为( )
正确答案
解析
解:设猴子相对于地面的速度为v1,石块相对于地面的速度为v2,猴子和石块的质量均为m,猴子和石块所组成的系统的动量守恒,选向右的方向为正,有:
mv1+mv2=0
得:v1=-v2
猴子相对于绳子速度即为相对于石块的速度,由题意有:
v1-v2=u
解得:v2=-,方向向左,大小为
,所以选项A正确,BCD错误.
故选:A
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