- 动量守恒定律
- 共5880题
在光滑水平面上,一个质量为m,速度为v的A球,与质量也为m的另一静止的B球发生正碰,若它们发生的是弹性碰撞,碰撞后B球的速度是多少?若碰撞后结合在一起,共同速度是多少?
正确答案
解:若它们发生的是弹性碰撞,以A球初速度的方向为正,根据动量守恒定律:
mv=mvA+mvB
根据机械能守恒:mv2=
mvA2+
mvB2
联立的:vA=0,vB=v;
若碰撞后结合在一起,以A球初速度的方向为正,根据动量守恒定律:mv=2mv′
得:v′=
答:若它们发生的是弹性碰撞,碰撞后B球的速度是v;若碰撞后结合在一起,共同速度是.
解析
解:若它们发生的是弹性碰撞,以A球初速度的方向为正,根据动量守恒定律:
mv=mvA+mvB
根据机械能守恒:mv2=
mvA2+
mvB2
联立的:vA=0,vB=v;
若碰撞后结合在一起,以A球初速度的方向为正,根据动量守恒定律:mv=2mv′
得:v′=
答:若它们发生的是弹性碰撞,碰撞后B球的速度是v;若碰撞后结合在一起,共同速度是.
如图所示,光滑的水平面上,质量为m1的小球以速度v与质量为m2的静止小球正碰,碰后两小球的速度大小都为
,方向相反,则两小球质量之比m1:m2和碰撞前后动能变化量之比△Ek1:△Ek2为( )
正确答案
解析
解:A、B:以原来m1的速度v方向为正方向,根据动量守恒定律
所以
故A正确、B错误.
C、D:两球碰撞前后动能变化量分别为:
=
=
所以
故C错误、D正确.
故选AD.
如图,在水平地面上有物块甲和乙,它们的质量分别为2m、m,甲物块底面比较光滑,不计甲与地面间摩擦,乙底面比较粗糙与地面间有摩擦.现使甲物体以速度v0向着静止的乙运动并发生正碰.若碰后甲在乙刚停下来时恰好追上乙发生第二次碰撞,则在第一次碰撞中系统损失了多少机械能?
正确答案
解:设碰撞刚结束时甲、乙速度分别为v1、v2,碰后甲以v1做匀速直线运动,乙以v2做匀减速直线运动,在乙刚停下时甲追上乙,因此两物体在这段时间平均速度相等,即:v2=2v1…①
在碰撞中系统动量守恒,以甲的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:2mv0=2mv1+mv2…②
由以上两式可得:v1=…③
v2=v0 … ④
所以碰撞中的机械能损失为:
E=•2m•v02-
•2m•v12-
•m•v22 …⑤
解得:E=mv02
答:在第一次碰撞中系统损失的机械能为mv02.
解析
解:设碰撞刚结束时甲、乙速度分别为v1、v2,碰后甲以v1做匀速直线运动,乙以v2做匀减速直线运动,在乙刚停下时甲追上乙,因此两物体在这段时间平均速度相等,即:v2=2v1…①
在碰撞中系统动量守恒,以甲的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:2mv0=2mv1+mv2…②
由以上两式可得:v1=…③
v2=v0 … ④
所以碰撞中的机械能损失为:
E=•2m•v02-
•2m•v12-
•m•v22 …⑤
解得:E=mv02
答:在第一次碰撞中系统损失的机械能为mv02.
如图所示,在光滑水平面上,有质量分别为2m和m的A、B两滑块,它们中间夹着一根处于压缩状态的轻质弹簧(弹簧与A、B不拴连),由于被一根细绳拉着而处于静止状态.当剪断细绳,在两滑块脱离弹簧之后,下述说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、C、在两滑块刚好脱离弹簧时运用动量守恒得:
2mvA+mvB=0
得:
两滑块速度大小之比为:=
,故C错误;
两滑块的动能之比EkA:EkB==
,故A正确;
B、两滑块的动量大小之比pA:pB=,故B错误;
D、弹簧对两滑块做功之比等于两滑块动能之比为:1:2,故D错误.
故选:A.
如图甲所示,两物块A、B用轻弹簧栓接相连放在光滑的水平地面上,弹簧处于原长状态,已知A的质量是mA=4.0kg.另有一物块C从t=0时以一定的速度向右运动,在t=2s时与物块A相碰,并立即与A粘在一起不再分开,物块C的v-t图象如图乙所示,曲线上P点的切线斜率最大.求:
(1)物块C的质量mc;
(2)运动过程中弹簧具有的最大弹性势能Ep.
正确答案
解:(1)由图知,C与A碰前速度为v1=9m/s,碰后速度为v2=3m/s,
C与A碰撞过程动量守恒,以C的初速度反方向为正方向,
由动量守恒定律得:mCv1=(mA+mC)v2,
解得:mC=2kg;
(2)P点切线斜率最大,此时弹簧弹性势能最大,C、A与B有共同的速度为v3,
ABC及弹簧组成的系统动量守恒,机械能守恒,则有:
(mA+mc)v2=(mA+mB+mC)v3
解得:mB=6kg
根据机械能守恒定律,有:(mA+mc)v22=
(mA+mB+mC)v32+EP
解得:EP=13.5J;
答:(1)物块C的质量为2kg;
(2)运动过程中弹簧具有的最大弹性势能Ep为13.5J.
解析
解:(1)由图知,C与A碰前速度为v1=9m/s,碰后速度为v2=3m/s,
C与A碰撞过程动量守恒,以C的初速度反方向为正方向,
由动量守恒定律得:mCv1=(mA+mC)v2,
解得:mC=2kg;
(2)P点切线斜率最大,此时弹簧弹性势能最大,C、A与B有共同的速度为v3,
ABC及弹簧组成的系统动量守恒,机械能守恒,则有:
(mA+mc)v2=(mA+mB+mC)v3
解得:mB=6kg
根据机械能守恒定律,有:(mA+mc)v22=
(mA+mB+mC)v32+EP
解得:EP=13.5J;
答:(1)物块C的质量为2kg;
(2)运动过程中弹簧具有的最大弹性势能Ep为13.5J.
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