- 动量守恒定律
- 共5880题
甲、乙两个物体静止在光滑的水平桌面上,m甲>m乙,当甲物体获得某一速度后与静止的乙物体发生弹性正碰,碰撞后,系统的总动量______(选填“减小”、“增大”或“不变”),甲的速度______乙的速度(选填“大于”、“小于”或“等于”).
正确答案
不变
小于
解析
解:两物体组成的系统所受合外力为零,系统动量守恒,碰撞后系统总动量不变;设甲的初速度为v0,以甲的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
m甲v0=m甲v甲+m乙v乙---①
物体发生弹性碰撞,机械能守恒,由机械能守恒定律得:
m甲v02=
m甲v甲2+
m乙v乙2---------②
解得:v甲=,v乙=
,已知:m甲>m乙,则v甲<v乙;
故答案为:不变,小于.
长木板A放在光滑的水平面上,质量为m的小物体B以水平初速v0滑上A的上表面,它们的v-t图象如图所示,则根据图中的信息(图中所标注的物理量均为已知量)可以求得( )
正确答案
解析
解:A、由图象的斜率表示加速度求出长木板的加速度为aA=,物块的加速度aB=
,根据牛顿第二定律得:f=MaA,f=maB,解得:M=
,A板获得的动能EkA=
Mv12=
mv1(v0-v1),故A正确;
B、系统损失的机械能等于摩擦力所做的功,由图象与坐标轴围成的面积表示位移可以求出B相对A运动的位移x=v0t1,故Wf=fx=
mv0(v0-v1),故B正确;
C、根据题意只能求出AB的相对位移,不知道B最终停在哪里,无法求出木板的长度,故C错误;
D、由牛顿第二定律可知,摩擦力:f=maB=m,而f=μmg,解得:μ=
,故D正确;
故选:ABD.
如图所示,水平面上有两个木块的质量分别为m1、m2,且m2=2m1.开始两木块之间有一根用轻绳缚住的压缩轻弹簧,烧断细绳后,两木块分别向左右运动.若两木块m1和m2与水平面间的动摩擦因数为μ1、μ2且μ1=2μ2,则在弹簧伸长的过程中,两木块( )
正确答案
解析
解:以两木块及弹簧为研究对象,绳断开后,弹簧将对两木块有推力作用,这可以看成是内力;
水平面对两木块有方向相反的滑动摩擦力,且F1=μ1m1g,F2=μ2m2g,系统所受合外力F合=μ1m1g-μ2m2g=0,系统动量守恒;
设弹簧伸长过程中某一时刻,两木块速度大小分别为v1、v2,以向右为正方向,由动量守恒定律得:-m1v1+m2v2=0,即m1v1=m2v2,
A、两物体的动量大小之比为1:1,故A错误.
B、两物体的速度大小之比:=
=
,故B正确.
C、两木块通过的路程之比:=
=
=
×
=
,故C正确,D错误.
故选:BC.
如图所示,一质量m1=1kg,半径R=0.8m的光滑四分之一圆弧滑槽AB,固定于光滑水平台面上,现有可视为质点的滑块m2=15kg,从滑槽顶端A点静止释放,到达底端B后滑上与水平台面等高的水平传送带CD,传送带固定不转动时,滑块恰能到达D端,已知传送带CD的长L=4m,g取10m/s2.
(1)滑块滑到圆弧底端B点时对滑槽的压力多大?滑块从C到D需要多长时间?
(2)如果滑槽不固定,滑块滑到圆弧底端B时的速度多大?
(3)如果滑槽不固定,如果滑槽不固定,为使滑块从C到D历时与第一问相同,传送带应以多大的速度匀速转动?(答案可用根号表示)
正确答案
解:(1)滑块到达B端时速度vB,由动能定理可得: ①
解得 vB=4m/s
由牛顿第二定律可得,滑槽在B点对滑块的支持力FN,得
②
解得 FN=450N
由牛顿第三定律可得: ③
滑块由C到D,有: ④
⑤
解得a=2m/s2,t=2s
(2)以m1、m2组成的系统为研究对象,当m2滑到水平台面时m1、m2的速度的分别为v1.v2
取水平向左为正方向,在水平方向由动量守恒定律可得m1v1-m2v2=0 ⑥
由机械能守恒定律可得 ⑦
联立解得 v2=1m/s
(3)设传送带速度为,滑块在传送带上加速时间t1
则 ⑧
⑨
解得或
(舍弃)
答:
(1)滑块滑到圆弧底端B点时对滑槽的压力为450N,滑块从C到D需要2s时间.
(2)如果滑槽不固定,滑块滑到圆弧底端B时的速度为1m/s.
(3)为使滑块从C到D历时与第一问相同,传送带应以 5-2 m/s的速度匀速转动.
解析
解:(1)滑块到达B端时速度vB,由动能定理可得: ①
解得 vB=4m/s
由牛顿第二定律可得,滑槽在B点对滑块的支持力FN,得
②
解得 FN=450N
由牛顿第三定律可得: ③
滑块由C到D,有: ④
⑤
解得a=2m/s2,t=2s
(2)以m1、m2组成的系统为研究对象,当m2滑到水平台面时m1、m2的速度的分别为v1.v2
取水平向左为正方向,在水平方向由动量守恒定律可得m1v1-m2v2=0 ⑥
由机械能守恒定律可得 ⑦
联立解得 v2=1m/s
(3)设传送带速度为,滑块在传送带上加速时间t1
则 ⑧
⑨
解得或
(舍弃)
答:
(1)滑块滑到圆弧底端B点时对滑槽的压力为450N,滑块从C到D需要2s时间.
(2)如果滑槽不固定,滑块滑到圆弧底端B时的速度为1m/s.
(3)为使滑块从C到D历时与第一问相同,传送带应以 5-2 m/s的速度匀速转动.
如图所示,在光滑的水平面上,质量为4m、长为L的木板右端紧靠竖直墙壁,与墙壁不粘连;质量为m的小滑块(可视为质点)以水平速度v0滑到木板左端,滑到木板右端时速度恰好为零;现小滑块以水平速度v滑上木板左端,滑到木板右端时与竖直墙壁发生弹性碰撞,以原速率弹回,刚好能够滑到木板左端而不从木板上落下,求
的值.
正确答案
解:小滑块以水平速度0右滑时,有:
小滑块以速度滑上木板到运动至碰墙时速度为1,则有:
滑块与墙碰后至向左运动到木板左端,滑块与木板组成 的系统在水平方向的动量守恒,选取向左为正方向、木板的共同速度为2,
则有 mv1=(m+4m)v2
由总能量守恒可得:
上述四式联立,解得
答:物块刚好能够滑到木板左端而不从木板上落下应满足.
解析
解:小滑块以水平速度0右滑时,有:
小滑块以速度滑上木板到运动至碰墙时速度为1,则有:
滑块与墙碰后至向左运动到木板左端,滑块与木板组成 的系统在水平方向的动量守恒,选取向左为正方向、木板的共同速度为2,
则有 mv1=(m+4m)v2
由总能量守恒可得:
上述四式联立,解得
答:物块刚好能够滑到木板左端而不从木板上落下应满足.
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