- 动量守恒定律
- 共5880题
(1)、下列说法中正确的是
A.氢原子由较高能级跃迁到较低能级时,电子的动能增加,原子的电势能减少
B.氢原子被激发后发出的可见光光子的能量大于紫外线光子的能量
C.α射线是由原子核内放射出的氦核,与β射线和γ射线相比它具有较强的电离本领
D.放射性元素的半衰期会随温度或压强的变化而变化
(2)如图,半径为R的光滑圆形轨道固定在竖直面内.可当做质点的小球A、B质量分别为m、3m,A球从左边与圆心等高处由静止开始沿轨道下滑,与静止于轨道最低点的B球相撞,第一次碰撞后A、B球能达到的最大高度相同,碰撞后无机械能损失.重力加速度为g.试球:
①第一次碰撞后A、B两球的速度.
②第一次碰撞后A、B两球达到的最大高度.
正确答案
解:(1)A、氢原子由较高能级跃迁到较低能级时,轨道半径减小,动能增加,跃迁过程中电场力做负功,电势能减小,故A正确;
B、可见光的频率小于紫外线的频率,因此可见光光子的能量小于紫外线光子的能量,故B错误;
C、在α、β、γ三种射线中,α射线的电离本领最大,γ射线的电离本领最弱,穿透能力最强,故C正确;
D、放射性元素的半衰期是由元素本身决定的,与温度、压强等外部因素无关,故D错误.
故选AC.
(2)①A下落过程中,根据机械能守恒得:
…①
AB碰后机械能守恒且最大高度相同,说明AB碰后速度大小相同,设AB碰后速度大小均为v,则:
mv1=-mv+3mv…②
解得:…③
②碰后AB上升高度相同,则对A列动能定理得:…④
解得:…⑤
答:①第一次碰撞后A、B两球的速度均为
②第一次碰撞后A、B两球达到的最大高度为.
解析
解:(1)A、氢原子由较高能级跃迁到较低能级时,轨道半径减小,动能增加,跃迁过程中电场力做负功,电势能减小,故A正确;
B、可见光的频率小于紫外线的频率,因此可见光光子的能量小于紫外线光子的能量,故B错误;
C、在α、β、γ三种射线中,α射线的电离本领最大,γ射线的电离本领最弱,穿透能力最强,故C正确;
D、放射性元素的半衰期是由元素本身决定的,与温度、压强等外部因素无关,故D错误.
故选AC.
(2)①A下落过程中,根据机械能守恒得:
…①
AB碰后机械能守恒且最大高度相同,说明AB碰后速度大小相同,设AB碰后速度大小均为v,则:
mv1=-mv+3mv…②
解得:…③
②碰后AB上升高度相同,则对A列动能定理得:…④
解得:…⑤
答:①第一次碰撞后A、B两球的速度均为
②第一次碰撞后A、B两球达到的最大高度为.
如图所示,足够长的光滑轨道由斜槽轨道和水平轨道组成.水平轨道上一质量为mB的小球处于静止状态,一质量为mA的小球沿斜槽轨道向下运动,与B球发生弹性正碰.要使小球A与小球B能发生第二次碰撞,mA和mB应满足什么关系?
正确答案
解:设小球A与小球B碰撞前的速度大小为v0.
根据弹性碰撞过程动量守恒和机械能守恒得:
mAv0=mAv1+mBv2
=
+
联立解得:v1=v0
v2=v0
要使小球A与小球B能发生第二次碰撞,小球A必须反弹,且速率大于碰后B球的速率,有|v0|>
v0
得:mB>3mA
答:要使小球A与小球B能发生第二次碰撞,mA和mB应满足mB>3mA.
解析
解:设小球A与小球B碰撞前的速度大小为v0.
根据弹性碰撞过程动量守恒和机械能守恒得:
mAv0=mAv1+mBv2
=
+
联立解得:v1=v0
v2=v0
要使小球A与小球B能发生第二次碰撞,小球A必须反弹,且速率大于碰后B球的速率,有|v0|>
v0
得:mB>3mA
答:要使小球A与小球B能发生第二次碰撞,mA和mB应满足mB>3mA.
如图所示,半径为R的光滑半圆环轨道竖直固定在一水平光滑的桌面上,桌面距水平地面的高度也为R,在桌面上轻质弹簧被a、b两个小球挤压(小球与弹簧不拴接),处于静止状态.同时释放两个小球,小球a、b与弹簧在水平桌面上分离后,a球从B点滑上光滑半圆环轨道并恰能通过半圆环轨道最高点A,b球则从桌面C点滑出后落到水平地面上,落地点距桌子右侧的水平距离为
R.已知小球a质量为m,重力加速度为g.求:
(1)释放后b球离开弹簧时的速度大小.
(2)释放后a球离开弹簧时的速度大小.
(3)小球b的质量.
(4)释放小球前弹簧具有的弹性势能.
正确答案
解:(1)b球则从桌面C点滑出做平抛运动,则:
竖直分运动:h=
水平分运动:vb=
代入数据求得:vb=
故释放后b球离开弹簧时的速度大小为;
(2)a球恰能通过半圆环轨道最高点A,由重力提供向心力,根据牛顿第二定律,有:mg=m;
a球从B运动到A过程中机械能守恒,固有:m
=
m
+2mgR;
联立解得:va=vB=
即释放后a球离开弹簧时的速度大小为;
(3)以a、b两球与弹簧组成的系统为研究对象,取向右方向为正方向,对于弹簧释放的过程,由动量守恒得:
0=mva-mbvb
解得:mb=2m
(4)弹簧的弹性势能为:EP=mav
+
mbvb2
解得:EP=3.75mgR
故释放小球前弹簧具有的弹性势能为3.75mgR.
答:(1)释放后b球离开弹簧时的速度大小为;
(2)释放后a球离开弹簧时的速度大小为;
(3)小球b的质量为2m;
(4)释放小球前弹簧具有的弹性势能为3.75mgR.
解析
解:(1)b球则从桌面C点滑出做平抛运动,则:
竖直分运动:h=
水平分运动:vb=
代入数据求得:vb=
故释放后b球离开弹簧时的速度大小为;
(2)a球恰能通过半圆环轨道最高点A,由重力提供向心力,根据牛顿第二定律,有:mg=m;
a球从B运动到A过程中机械能守恒,固有:m
=
m
+2mgR;
联立解得:va=vB=
即释放后a球离开弹簧时的速度大小为;
(3)以a、b两球与弹簧组成的系统为研究对象,取向右方向为正方向,对于弹簧释放的过程,由动量守恒得:
0=mva-mbvb
解得:mb=2m
(4)弹簧的弹性势能为:EP=mav
+
mbvb2
解得:EP=3.75mgR
故释放小球前弹簧具有的弹性势能为3.75mgR.
答:(1)释放后b球离开弹簧时的速度大小为;
(2)释放后a球离开弹簧时的速度大小为;
(3)小球b的质量为2m;
(4)释放小球前弹簧具有的弹性势能为3.75mgR.
质量相等的A、B两球在光滑的水平面上沿同一条直线向同一方向运动,A球的动量是7kg•m/s,B球向动量是5kg•m/s,当A球追上B球发生碰撞,则碰撞后A、B两球的动量可能是( )
正确答案
解析
解:碰前的总动能为:+
=
A、符合动量守恒,碰后动能为:+
=
,大于碰前总动能,动能增加不可能,故A错误;
B、符合动量守恒,碰后动能为:+
=
,大于碰前总动能,动能增加不可能,故B错误;
C、符合动量守恒,碰后动能为:+
=
,可见碰后动能不增加,C正确;
D、不满足动量守恒,故D错误;
故选:C.
两质量均为M的冰船A、B静止在光滑冰面上,轴线在一条直线上,船头相对,质量为m的人从A船跳入B船,又立刻跳回,A、B两船最后的速度之比是( )
正确答案
解析
解:设A、B两船最后的速度大小分别为v1和v2,根据题意知,人、两船组成的系统水平方向动量守恒,取最后A船的速度方向为正方向.根据动量守恒定律得:
0=(M+m)v1-Mv2
解得:
故选:C
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