- 动量守恒定律
- 共5880题
(2015春•益阳校级月考)如图所示,有一绳长为25cm,上端固定在滚轮A的轴上,下端挂一质量为m=50kg的物体.现滚轮和物体-起以速度v0=1m/s匀速向右运动,为防止中途滚轮碰到固定挡板突然停车,绳最小承受拉力不得少于______N.
正确答案
700
解析
解:由题意知当滚轮突然停车时,物体将以滚轮为圆心绳长L为半径做圆周运动,此时物体恰好在圆周的最低点,重力和绳的拉力提供圆周运动向心力故有:
T-mg=
可得绳的拉力T==
所以绳承受的最小拉力为700N.
故答案为:700.
在2006年2月26号闭幕的都灵冬奥会上,张丹和张昊一起以完美表演赢得了双人滑比赛的银牌.在滑冰表演刚开始时他们静止不动,随着优美的音乐响起后在相互猛推一下后分别向相反方向运动.假定两人的冰刀与冰面间的摩擦因数相同,已知张丹在冰上滑行的距离比张昊远,这是由于( )
正确答案
解析
解:A、由牛顿第二定律得,匀减速直线运动的加速度大小a==μg,因为动摩擦因数相同,则加速度相等,
由匀变速直线运动的速度位移公式得:x=,已知张丹的位移大,则张丹的初速度大.
两人推开的过程系统动量守恒,由动量守恒定律可知,两人的动量大小相等,张丹的速度大,则她的质量小,故AC正确,D错误;
B、在推的过程中,张丹推张昊的力与张昊推张丹的力是一对作用力和反作用力,作用时间相等,故B错误;
故选:AC.
如图所示,一质量M=0.99Kg的小球(不计小球大小)用一长L=0.5m的细线悬挂在O点处于静止,用气枪水平对准小球射击,已知气枪子弹质量m=0.01Kg,若气枪子弹与小球作用时间极短且留在木块中,击中后一起向上摆动,不计空气阻力,细线偏离竖直方向的最大偏角θ=53°,g取10m/s2,cos53°=0.6,试求:
(1)子弹击中小球后二者瞬间速度大小;
(2)子弹射入小球前的速度大小?
(3)子弹击中小球过程中系统机械能的损失.
正确答案
解:(1)子弹击中木块一起向上摆动的过程中机械能守恒,由机械能守恒定律得:
(M+m)v2=(M+m)gL(1-cos53°),
代入数据解得:v=2m/s;
(2)子弹击中木块的过程中系统动量守恒,以子弹的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
mv0=(M+m)v,
代入数据解得:v0=200m/s;
(3)由能量守恒定律可知,子弹击中木块过程中损失的机械能:
△E=mv02-
(M+m)v2=198J;
答:(1)子弹击中小球后二者瞬间速度大小为2m/s;
(2)子弹射入小球前的速度为200m/s;
(3)子弹击中小球过程中系统机械能的损失是198J.
解析
解:(1)子弹击中木块一起向上摆动的过程中机械能守恒,由机械能守恒定律得:
(M+m)v2=(M+m)gL(1-cos53°),
代入数据解得:v=2m/s;
(2)子弹击中木块的过程中系统动量守恒,以子弹的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
mv0=(M+m)v,
代入数据解得:v0=200m/s;
(3)由能量守恒定律可知,子弹击中木块过程中损失的机械能:
△E=mv02-
(M+m)v2=198J;
答:(1)子弹击中小球后二者瞬间速度大小为2m/s;
(2)子弹射入小球前的速度为200m/s;
(3)子弹击中小球过程中系统机械能的损失是198J.
如图,一质量为M=1.2kg的物块静止在桌面边缘,桌面离水平地面的高度为h=1.8m.一质量为m=20g的子弹以水平速度v0=100m/s射入物块,在很短的时间内以水平速度10m/s穿出.重力加速度g取10m/s2.求:
(1)子弹穿出木块时,木块获得的水平初速度V;
(2)木块落地点离桌面边缘的水平距离X.
正确答案
解:(1)根据动量守恒得mv0=mv+MV
解得V==1.5m/s
(2)根据h=gt2
X=V•t
∴X=V=0.9m.
答:(1)子弹穿出木块时,木块获得的水平初速度为1.5m/s.
(2)木块落地点离桌面边缘的水平距离为0.9m.
解析
解:(1)根据动量守恒得mv0=mv+MV
解得V==1.5m/s
(2)根据h=gt2
X=V•t
∴X=V=0.9m.
答:(1)子弹穿出木块时,木块获得的水平初速度为1.5m/s.
(2)木块落地点离桌面边缘的水平距离为0.9m.
如图所示,质量为3kg的木箱静止在光滑的水平面上,木箱内粗糙的底板正中央放着一个质量为1kg的小木块,小木块可视为质点.现使木箱和小木块同时获得大小为2m/s的方向相反的水平速度,小木块与木箱每次碰撞过程中机械能损失0.4J,小木块最终停在木箱正中央.已知小木块与木箱底板间的动摩擦因数为0.3,木箱内底板长为0.2m.求:
①木箱的最终速度的大小;
②小木块与木箱碰撞的次数.
正确答案
解:①设最终速度为v,木箱与木块组成的系统动量守恒,以木箱的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
Mv-mv=(M+m)v′,
代入数据得:v′=1m/s;
②对整个过程,由能量守恒定律可得:
mv2+
Mv2=△E+
(M+m)v′2,
设碰撞次数为n,木箱底板长度为L,
则有:n(μmgL+0.4)=△E,
代入数据得:n=6;
答:①木箱的最终速度的大小为1m/s;
②小木块与木箱碰撞的次数为6次.
解析
解:①设最终速度为v,木箱与木块组成的系统动量守恒,以木箱的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
Mv-mv=(M+m)v′,
代入数据得:v′=1m/s;
②对整个过程,由能量守恒定律可得:
mv2+
Mv2=△E+
(M+m)v′2,
设碰撞次数为n,木箱底板长度为L,
则有:n(μmgL+0.4)=△E,
代入数据得:n=6;
答:①木箱的最终速度的大小为1m/s;
②小木块与木箱碰撞的次数为6次.
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