- 动量守恒定律
- 共5880题
用绳悬挂着一个质量为1㎏的木块,木块重心到悬点的距离为1m,质量为10g的子弹以500m/s的速度水平射入木块并以100m/s的速度水平穿出,求子弹射穿木块的瞬间,绳中的张力多大?(g=10m/s2)
正确答案
解:以子弹与木块组成的系统为研究对象,以子弹的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
mv0=mv′+Mv,
对木块,由牛顿第二定律得:F-Mg=M,
代入数据解得:F=26N;
答:子弹射穿木块的瞬间,绳中的张力为26N.
解析
解:以子弹与木块组成的系统为研究对象,以子弹的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
mv0=mv′+Mv,
对木块,由牛顿第二定律得:F-Mg=M,
代入数据解得:F=26N;
答:子弹射穿木块的瞬间,绳中的张力为26N.
在光滑水平面上,质量为m的小球A正以速度v0匀速运动.某时刻小球A与质量为3m的静止小球B发生正碰,两球相碰后,A球的动能恰好变为原来的.则碰后B球的速度大小是( )
正确答案
解析
解:根据碰后A球的动能恰好变为原来的,由Ek=
mv2知,速度大小变为原来的
.
取碰撞前A球速度方向为正方向,得 v′=±碰撞过程中AB动量守恒,则有:mv0=mv′+3mvB
当 v′=v0时,解得:vB=
v0;因vB<
,不符合运动情况,故不可能.
当 v′=-v0,解得:vB=
v0.
故选:C.
如图所示.MN是足够长的光滑绝缘水平轨道.质量为m的带正电A球,以水平速度υ0射向静止在轨道上带正电的B球,至A、B相距最近时,A球的速度变为
,已知A、B两球始终没有接触.求:
(1)B球的质量;
(2)A、B两球相距最近时,两球组成的电势能增量.
正确答案
解:(1)A、B组成的系统动量守恒,当两球相距最近时具有共同速度v,由动量守恒:
mv0=(m+mB)
解得:mB=3m
(2)运动过程中,根据能量守恒定律得:
=
答:(1)B球的质量为3m;
(2)A、B两球相距最近时,两球组成的电势能增量为.
解析
解:(1)A、B组成的系统动量守恒,当两球相距最近时具有共同速度v,由动量守恒:
mv0=(m+mB)
解得:mB=3m
(2)运动过程中,根据能量守恒定律得:
=
答:(1)B球的质量为3m;
(2)A、B两球相距最近时,两球组成的电势能增量为.
如图,在水平地面上有两物块甲和乙,它们的质量分别为2m、m,甲与地面间无摩擦,乙与地面间动摩擦因数为μ.现让甲物体以速度v0向着静止的乙运动并发生正碰,若甲和乙每次碰撞的时间极短,试求:
(1)甲与乙第一次碰撞过程中系统的最小动能;
(2)若甲在乙刚停下来时恰好与乙发生第二次碰撞,则在第一次碰撞后,甲、乙的速度各是多少?
正确答案
解:(1)碰撞过程中系统动能最小时,为两物体速度相等时,设此时两物体速度为v,选择向右为正方向,则由系统动量守恒有:
2mv0=3mv,
得:v=v0,
此时系统动能:Ek=•3m•v2=
mv02;
(2)设第一次碰撞刚结束时甲、乙的速度分别为v1、v2,之后甲做匀速直线运动,乙以v2初速度做匀减速直线运动,在乙刚停下时甲追上乙碰撞,因此两物体在这段时间平均速度相等,有:
v1=,
而第一次碰撞中系统动量守恒有:
2mv0=2mv1+mv2,
由以上两式可得:v1=,v2=v0,
所以第一次碰撞中的机械能损失为:
E=•2m•v02-
•2m•v12-
•m•v22=
mv02
答:(1)甲与乙第一次碰撞过程中系统的最小动能为mv02;
(2)若甲在乙刚停下来时恰好与乙发生第二次碰撞,则在第一次碰撞中系统损失的机械能为mv02.
解析
解:(1)碰撞过程中系统动能最小时,为两物体速度相等时,设此时两物体速度为v,选择向右为正方向,则由系统动量守恒有:
2mv0=3mv,
得:v=v0,
此时系统动能:Ek=•3m•v2=
mv02;
(2)设第一次碰撞刚结束时甲、乙的速度分别为v1、v2,之后甲做匀速直线运动,乙以v2初速度做匀减速直线运动,在乙刚停下时甲追上乙碰撞,因此两物体在这段时间平均速度相等,有:
v1=,
而第一次碰撞中系统动量守恒有:
2mv0=2mv1+mv2,
由以上两式可得:v1=,v2=v0,
所以第一次碰撞中的机械能损失为:
E=•2m•v02-
•2m•v12-
•m•v22=
mv02
答:(1)甲与乙第一次碰撞过程中系统的最小动能为mv02;
(2)若甲在乙刚停下来时恰好与乙发生第二次碰撞,则在第一次碰撞中系统损失的机械能为mv02.
如图所示,小球A系在细线的一端,线的另一端固定在O点,O点到水平面的距离为h.质量是小球的2倍的物块B,置于粗糙的水平面上且位于O点的正下方,物块B与水平面间的动摩擦因数为μ.现拉动小球使线水平伸直,由静止开始释放小球,运动到最低点时与物块发生弹性正碰.小球与物块均视为质点,不计空气阻力,重力加速度为g.求:
(1)碰撞后小球A的速度大小.
(2)物块B在水平面上滑行的时间t.
正确答案
解:(1)小球向下摆到过程机械能守恒,由机械能守恒定律得:mgh=mv12,
碰撞过程系统动量守恒,以向右为正方向,
由动量守恒定律得:mv1=mv1′+2mv2,
由机械能守恒定律得:mv12=
mv1′2+
•2mv22,
解得:v1′=,v2=
;
(2)对B,由动量定理得:-2μmgt=0-2mv2,
解得,时间:t=.
答:(1)碰撞后小球A的速度大小为:.
(2)物块B在水平面上滑行的时间t为.
解析
解:(1)小球向下摆到过程机械能守恒,由机械能守恒定律得:mgh=mv12,
碰撞过程系统动量守恒,以向右为正方向,
由动量守恒定律得:mv1=mv1′+2mv2,
由机械能守恒定律得:mv12=
mv1′2+
•2mv22,
解得:v1′=,v2=
;
(2)对B,由动量定理得:-2μmgt=0-2mv2,
解得,时间:t=.
答:(1)碰撞后小球A的速度大小为:.
(2)物块B在水平面上滑行的时间t为.
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