- 动量守恒定律
- 共5880题
一条小船长3米,船上站有一人.人的质量为60kg,船的质量(不包括人)为240kg,开始时船静止在水面上,当该人从船头走向船尾的过程中(不计水的阻力),小船将后退的距离为( )
正确答案
解析
解:船和人组成的系统,在水平方向上动量守恒,人在船上行进,船向右退,
以人的速度方向为正方向,由动量守恒定律得:mv-MV=0.
人从船头走到船尾,设船后退的位移大小为x,则人相对于岸的位移大小为L-x.
则:m-M
=0,代入数据解得:x=0.6m
故选:C.
如图所示,在平静的水面上有A、B两艘小船,A船的左侧是岸,在B船上站着一个人,人与B船的总质量是A船的10倍.两船开始时都处于静止状态,当人把A船以相对于地面的速度v向左推出,A船到达岸边时岸上的人马上以原速率将A船推回,B船上的人接到A船后,再次把它以原速率反向推出…,直到B船上的人不能再接到A船,试求B船上的人推船的次数.
正确答案
解:取向右为正,B船上的人第一次推出A船时,由动量守恒定律得:
mBv1-mAv=0,即:v1=,
当A船向右返回后,B船上的人第二次将A推出,有:
mAv+mBv1=-mAv+mBv2,即:v2=,
设第n次推出A时,B的速度大小为vn,由动量守恒定律得:
mAv+mBvn-1=-mAv+mBvn,得vn=vn-1+,
所以有:vn=(2n-1),
由v≤vn,得n≥5.5 取n=6,即第6次推出A时,B船上的人就不能再接到A船.
答:B船上的人推船的次数为6次.
解析
解:取向右为正,B船上的人第一次推出A船时,由动量守恒定律得:
mBv1-mAv=0,即:v1=,
当A船向右返回后,B船上的人第二次将A推出,有:
mAv+mBv1=-mAv+mBv2,即:v2=,
设第n次推出A时,B的速度大小为vn,由动量守恒定律得:
mAv+mBvn-1=-mAv+mBvn,得vn=vn-1+,
所以有:vn=(2n-1),
由v≤vn,得n≥5.5 取n=6,即第6次推出A时,B船上的人就不能再接到A船.
答:B船上的人推船的次数为6次.
如图所示,两个物体A和B质量之比为2:1,中间有一处于压缩状态的轻弹簧(物体与弹簧不相连),放在光滑的水平面上,如果固定B,仅释放A,弹簧弹开后A 物体所获得的动能为12J;如果同时释放A和B,则弹簧弹开后A物体获得的动能为______.
正确答案
4J
解析
解:如果固定B,仅释放A,弹簧的弹性势能转化为物体A的动能.
所以:Ek=Ep,
如果同时释放A和B,系统的动量守恒,根据系统动量守恒和系统能量守恒得:
mAvA+mBvB=0
EkA+EkB=Ek=Ep,
两个物体A和B质量之比为2:1,所以有:
2vA=-vB
得:EkA=EkB,
解得:EkA==4J
故答案为:4J.
水平桌面上放着质量m1=3kg的木板A,木板A上放着一个质量为m2=2kg的滑块B.如图所示,开始时,用手固定木板A使它不动,在滑块B上施加一个水平向右的力,从而使滑块B以v0=2.5m/s的速度在木板A上匀速滑动.当滑块B与木板A右端相距L=1m时立刻放开木板A,同时撤去水平向右的力.已知木板A与滑块B之间的动摩擦因数为μ=0.25,木板A与地面之间光滑(取g=10m/s2)求:
①A、B的最终速度;
②放开木板A后,滑块B在木板A上滑动的距离S.
正确答案
解:①A、B最后达到共同速度v,A、B组成的系统动量守恒,
以向右为正方向,由动量守恒定律得:m2v0=(m1+m2)v,
代入数据解得:v=1 m/s;
②由能量守恒定律得:μm2gS=m2v02-
(m1+m2)v2,
代入数据解得:S=0.75m;
答:①A、B的最终速度为1m/s;
②放开木板A后,滑块B在木板A上滑动的距离S为0.75m.
解析
解:①A、B最后达到共同速度v,A、B组成的系统动量守恒,
以向右为正方向,由动量守恒定律得:m2v0=(m1+m2)v,
代入数据解得:v=1 m/s;
②由能量守恒定律得:μm2gS=m2v02-
(m1+m2)v2,
代入数据解得:S=0.75m;
答:①A、B的最终速度为1m/s;
②放开木板A后,滑块B在木板A上滑动的距离S为0.75m.
如图所示,半径为R的
固定光滑圆轨道竖直放置,其底端与光滑的水平轨道相切于D点,O点为其圆心.质量为M的小球B静止在光滑水平轨道上,其左侧连接了一轻质弹簧;质量为m的小球A从距水平轨道高
R处由静止释放,重力加速度为g,试求:
(1)在小球A压缩轻质弹簧到弹簧压缩到最短的过程中,弹簧对小球B的冲量大小;
(2)要使弹簧能再次被压缩,m与M应满足什么关系?
正确答案
解:(1)设A球到达圆弧底端时的速度为v0,
根据机械能守恒定律有:mg•R=
mv02 ①,
当A、B两球速度相同时,弹簧的弹性势能最大,设共同速度为v
由动量守恒定律得:mv0=(m+M)v ②,
对小球B,由动量定理得:I=Mv,
解得:I=;
(2)设A、B碰撞后的速度分别为v1和v2,以A的初速度方向为正方向,
由动量守恒定律得:mv0=mv1+Mv2 ,
由机械能守恒定律得:mv02=
mv12+
Mv22,
解得:v1=v0,v2=
v0,
要使A、B两球能发生二次碰撞,必须满足|v1|>v2 ,
则有:->
,解得:m<
M;
答:(1)在小球A压缩轻质弹簧到弹簧压缩到最短的过程中,弹簧对小球B的冲量大小为;
(2)要使弹簧能再次被压缩,m与M满足的关系为:m<M.
解析
解:(1)设A球到达圆弧底端时的速度为v0,
根据机械能守恒定律有:mg•R=
mv02 ①,
当A、B两球速度相同时,弹簧的弹性势能最大,设共同速度为v
由动量守恒定律得:mv0=(m+M)v ②,
对小球B,由动量定理得:I=Mv,
解得:I=;
(2)设A、B碰撞后的速度分别为v1和v2,以A的初速度方向为正方向,
由动量守恒定律得:mv0=mv1+Mv2 ,
由机械能守恒定律得:mv02=
mv12+
Mv22,
解得:v1=v0,v2=
v0,
要使A、B两球能发生二次碰撞,必须满足|v1|>v2 ,
则有:->
,解得:m<
M;
答:(1)在小球A压缩轻质弹簧到弹簧压缩到最短的过程中,弹簧对小球B的冲量大小为;
(2)要使弹簧能再次被压缩,m与M满足的关系为:m<M.
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