- 动量守恒定律
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(2015秋•安庆校级期末)A、B两滑块在一水平长直气垫导轨上相碰.用频闪照相机在t0=0,t1=△t,t2=2△t,t3=3△t各时刻闪光四次,摄得如图所示照片,其中B像有重叠,mB=
mA,由此可判断( )
正确答案
解析
解:碰撞发生在第1、2两次闪光时刻之间,碰撞后B静止,故碰撞发生在x=60cm处.
碰撞后A向左做匀速运动,设其速度为vA′,
所以vA′•△t=20,
碰撞到第二次闪光时A向左运动10cm,时间为t‘
有VA′•t′=10,
第一次闪光到发生碰撞时间为t,
有t+t′=△t,
得t=
故选:B.
如图所示,长木板A上右端有一物块B,它们一起在光滑的水平面上向左做匀速运动,速度v0=2.0m/s.木板左侧有一个与木板A等高的固定物体C.已知长木板A的质量为mA=1.0kg,物块B的质量为mB=3.0kg,物块B与木板A间的动摩擦因数μ=0.5,取g=10m/s2.
(1)若木板A足够长,A与C第一次碰撞后,A立即与C粘在一起,求物块B在木板A上滑行的距离是多少;
(2)若木板A足够长,A与C发生碰撞后弹回(碰撞时间极短,没有机械能损失),求第一次碰撞后A、B具有共同运动的速度.
正确答案
解:(1)A与C碰撞后速度即变为0,而B将继续运动,受摩擦力作用,速度由v0减到0,由动能定理:
解得:L=0.40m.
故物块B在木板A上滑行的距离为:L=0.40m.
(2)A与C发生弹性碰撞后,速度大小仍为v0,方向相反,以A、B为研究对象,设A、B有共同的速度v,水平方向不受外力作用,系统动量守恒,设向左为正,有:
mBv0-mAv0=(mA+mB)v
所以:v==1 m/s,方向水平向左.
故第一次碰撞后A、B具有共同运动的速度为1m/s,方向水平向左.
解析
解:(1)A与C碰撞后速度即变为0,而B将继续运动,受摩擦力作用,速度由v0减到0,由动能定理:
解得:L=0.40m.
故物块B在木板A上滑行的距离为:L=0.40m.
(2)A与C发生弹性碰撞后,速度大小仍为v0,方向相反,以A、B为研究对象,设A、B有共同的速度v,水平方向不受外力作用,系统动量守恒,设向左为正,有:
mBv0-mAv0=(mA+mB)v
所以:v==1 m/s,方向水平向左.
故第一次碰撞后A、B具有共同运动的速度为1m/s,方向水平向左.
两磁铁固定在两辆小车上,小车能在水平面上无摩擦地沿同一直线运动.已知甲车和磁铁的总质量为0.5kg,乙车和磁铁的总质量为1kg,两磁铁的N极相对.推动一下,使两车相向运动,某时刻甲的速率为2m/s,乙的速率为3m/s,方向与甲相反,两车运动过程中始终未相碰.求:
(1)甲车开始反向运动时,乙的速度为多大?
(2)两车最近时,乙的速度为多大?
正确答案
解:(1)甲车开始反向时,其速度为0,设此时乙车的速度为v乙′,
由动量守恒定律得:m乙v乙-m甲v甲=m乙v乙′,
(2)两车最近时,车速相等.在整个过程中,动量守恒,由动量守恒定律得:
m乙v乙-m甲v甲=(m甲+m乙)v,解得v=m/s.
解得:v乙′=2m/s;
答:(1)甲车开始反向运动时,乙的速度为2m/s;
(2)两车最近时,乙的速度为m/s.
解析
解:(1)甲车开始反向时,其速度为0,设此时乙车的速度为v乙′,
由动量守恒定律得:m乙v乙-m甲v甲=m乙v乙′,
(2)两车最近时,车速相等.在整个过程中,动量守恒,由动量守恒定律得:
m乙v乙-m甲v甲=(m甲+m乙)v,解得v=m/s.
解得:v乙′=2m/s;
答:(1)甲车开始反向运动时,乙的速度为2m/s;
(2)两车最近时,乙的速度为m/s.
质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动.A球的动量是7kgm/s,B球动量是5kgm/s,当A球追上B球时发生碰撞,则碰后A、B球的动量可能值是( )
正确答案
解析
解:A、根据碰撞过程总动能不增加,则有+
≤
+
,
解得:mA≤mB,满足mA=mB,故A正确;
B、根据碰撞过程总动能不增加,则有+
≤
+
,解得:mA≤
mB,不满足mA=mB,故B错误;
C、根据碰撞过程总动能不增加,则有+
≤
+
,解得:mA≤
mB,不满足mA=mB,故C错误;
D、碰前系统动量是12kg•m/s,碰后系统动量为13kg•m/s,不满足系统动量守恒,故D错误,
故选:A.
A.质量为M的金属块和质量为m的木块用细线系在一起,以速度v在水中匀速下沉,某一时刻细线断了,在木块停止下沉前,金属块和木块组成的系统总动量______填m“守恒”或“不守恒”),当木块停止下沉的时刻,金属块下沉的速率为______.(设水足够深,水的阻力不计)
B、宇宙中有一种双星,质量分别为 m1,m2的两颗星球,绕同一圆心做匀速圆周运动,它们之间的距离恒为,不考虑其他星体的影响,两颗星的轨道半径之比1:2是______,周期是______.(万有引力恒量为)
正确答案
守恒
解析
解:A、木块和铁块以速度v0在水中匀速下沉,合力为零,木块和铁块组成系统满足动量守恒定律,规定向下为正方向得:
(M+m)v=0+Mv′
解得:
B、根据牛顿第二定律有:
对星体m1:…①
对星体m2:…②
又r1+r2=L
联立解得:;
故答案为:A.守恒,,B.
,2π
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