- 动量守恒定律
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A、B两船的质量均为M,都静止在平静的水面上,现A船中质量为的人,每次均以相对于地面的水平速度υ从A船跳到B船,再从B船跳到A船…经过n次跳跃后(水的阻力不计),关于两船的动量、速度的大小之比有( )
正确答案
解析
解:A、人在跳跃过程中总动量守恒,总动量等于0,所以A、B两船(包括人)的动量大小之比总是1:1,因为质量不等,则速度大小之比不为1:1.故A正确,B错误;
C、若n为奇数,人在B船上,则0=MvA-(M+)vB
解得:.故C正确;
D、若n为偶数,则 0=MvB-(M+)vA
解得:.故D错误.
故选:AC.
静止的锂核(Li)俘获一个速度为7.7×106m/s的中子,发生核反应后若只产生了两个新粒子,其中一个粒子为氦核(
He),它的速度大小是8×106m/s,方向与反应前的中子速度方向相同.
(1)写出此核反应的方程式
(2)求反应后产生的另一个粒子的速度大小和方向.
正确答案
解:①根据电荷数守恒、质量数守恒得,Li+
n→
H+
He
②中子、未知核和He质量分别为m、3m和4m,未知核的速度为v2,对心正碰,
由动量守恒定律得:mv0=4mv1+3mv2
解出v2=-8.1×106m/s,方向与v0相反.
答:①核反应方程式Li+
n→
H+
He.
②未知粒子X的速度大小为8.1×106m/s,方向与v0相反.
解析
解:①根据电荷数守恒、质量数守恒得,Li+
n→
H+
He
②中子、未知核和He质量分别为m、3m和4m,未知核的速度为v2,对心正碰,
由动量守恒定律得:mv0=4mv1+3mv2
解出v2=-8.1×106m/s,方向与v0相反.
答:①核反应方程式Li+
n→
H+
He.
②未知粒子X的速度大小为8.1×106m/s,方向与v0相反.
如图甲,质量M=0.99kg的小木块静止放置在高h=0.8m的平台,小木块距平台右边缘d=2m,质量m=0.01kg的子弹沿水平方向射入小木块,留在其中一起向右运动,小木块和子弹作用时间极短,可忽略不计,一起向右运动的v2-s图象如图乙.最后,小木块从平台边缘飞出落在距平台右侧水平距离x=0.8m的地面上,g取10m/s2,求:
(1)小木块从平台边缘飞出的速度;
(2)小木块平台运动过程中产生的热量;
(3)子弹射入小木块前的速度.
正确答案
解:(1)小木块从平台滑出后做平抛运动,则
h=,得 t=
=0.4s
木块飞出时的速度:v2==4m/s
(2)因为小木块在平台上滑动过程中做匀减速运动,根据-
=-2aS得:
v2-S图象的斜率 k=-2a=m/s2=-6m/s2;
小木块在平台上滑动的加速度大小:a=3m/s2
根据牛顿第二定律,摩擦力 f=(M+m)a=(0.99+0.01)×3N=3N
根据能量守恒定律,得小木块在滑动过程中产生的热量:Q=fS=3×2J=6J
(3)由图象可得 =
小木块刚开始滑动时的速度为 v1=4m/s
子弹射入木块的过程中,根据动量守恒定律得:mv0=(M+m)v1
解得:v0=400m/s
答:
(1)小木块滑出时的速度为2m/s;
(2)小木块在滑动过程中产生的热量为6J;
(3)子弹射入小木块前的速度为400m/s.
解析
解:(1)小木块从平台滑出后做平抛运动,则
h=,得 t=
=0.4s
木块飞出时的速度:v2==4m/s
(2)因为小木块在平台上滑动过程中做匀减速运动,根据-
=-2aS得:
v2-S图象的斜率 k=-2a=m/s2=-6m/s2;
小木块在平台上滑动的加速度大小:a=3m/s2
根据牛顿第二定律,摩擦力 f=(M+m)a=(0.99+0.01)×3N=3N
根据能量守恒定律,得小木块在滑动过程中产生的热量:Q=fS=3×2J=6J
(3)由图象可得 =
小木块刚开始滑动时的速度为 v1=4m/s
子弹射入木块的过程中,根据动量守恒定律得:mv0=(M+m)v1
解得:v0=400m/s
答:
(1)小木块滑出时的速度为2m/s;
(2)小木块在滑动过程中产生的热量为6J;
(3)子弹射入小木块前的速度为400m/s.
(2015春•邯郸校级月考)如图所示,光滑水平面上,质量为2m的小球B连接着轻质弹簧,处于静止;质量为m的小球A以初速度v0向右匀速运动,接着逐渐压缩弹簧并使B运动,过一段时间,A与弹簧分离,设小球A、B与弹簧相互作用过程中无机械能损失,弹簧始终处于弹性限度以内.求当弹簧被压缩到最短时,
①小球A的速度是多少?
②弹簧的弹性势能E?
正确答案
解:当A球与弹簧接触以后,在弹力作用下减速运动,而B球在弹力作用下加速运动,弹簧势能增加,当A、B速度相同时,弹簧的势能最大.
设A、B的共同速度为v,弹簧的最大势能为E,则:
A、B系统动量守恒,有mv0=(m+2m)v
由机械能守恒:
联立两式得
答:①小球A的速度是;
②弹簧的弹性势能E为
解析
解:当A球与弹簧接触以后,在弹力作用下减速运动,而B球在弹力作用下加速运动,弹簧势能增加,当A、B速度相同时,弹簧的势能最大.
设A、B的共同速度为v,弹簧的最大势能为E,则:
A、B系统动量守恒,有mv0=(m+2m)v
由机械能守恒:
联立两式得
答:①小球A的速度是;
②弹簧的弹性势能E为
如图所示,光滑水平面上,轻弹簧两端分别拴住质量均为m的小物块A和B,B物块靠着竖直墙壁.今用水平外力缓慢推A,使A、B间弹簧压缩,当压缩到弹簧的弹性势能为E时撤去此水平外力,让A和B在水平面上运动.求:
①当弹簧达到最大长度时A、B的速度大小;
②当B离开墙壁以后的运动过程中,弹簧弹性势能的最大值.
正确答案
解析
解:①当B离开墙壁时,A的速度为v0,
由机械能守恒有:mv02=E,
解得 v0=,
以后运动中,当弹簧弹性势能最大时,弹簧达到最大程度时,A、B速度相等,系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得:
2mv=mv0,v=;
②当两者速度相等时,弹簧伸长量最大,弹性势能最大,由机械能守恒定律得:Ep=mv02-
2mv2,
解得:Ep=E;
答:①当弹簧达到最大长度时A、B的速度大小为;
②当B离开墙壁以后的运动过程中,弹簧弹性势能的最大值为E.
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