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题型:简答题
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简答题

如图所示,质量分别为1kg、3kg的滑块A、B位于光滑水平面上,现使滑块A以4m/s的速度向右运动,与左侧连有轻弹簧的滑块B发生碰撞.在二者在发生碰撞的过程中,求:

(1)弹簧的最大弹性势能;

(2)滑块B的最大速度.

正确答案

解:(1)在整个过程中,弹簧具有最大弹性势能时,A和B的速度相同.选取向右为正方向,

根据动量守恒定律:

mv0=(M+m)v.

根据机械能守恒定律,有:

由①②得EP=6J

(2)当A、B分离时,B的速度最大,此时相当进行了一次弹性碰撞,则:mAv0=mAvA+mBvB

由以上两式得

答:(1)弹簧的最大弹性势能是6J;(2)滑块B的最大速度是2m/s.

解析

解:(1)在整个过程中,弹簧具有最大弹性势能时,A和B的速度相同.选取向右为正方向,

根据动量守恒定律:

mv0=(M+m)v.

根据机械能守恒定律,有:

由①②得EP=6J

(2)当A、B分离时,B的速度最大,此时相当进行了一次弹性碰撞,则:mAv0=mAvA+mBvB

由以上两式得

答:(1)弹簧的最大弹性势能是6J;(2)滑块B的最大速度是2m/s.

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题型:简答题
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简答题

质量为2kg的平板车B上表面水平,原来静止在光滑水平面上,平板车一端静止着一块质量为2kg的物体A,一颗质量为0.01kg的子弹以600m/s的速度水平瞬间射穿A后,速度变为100m/s.

(i)若A不会滑离B,求B的最大速度;

(ii)计算A B摩擦损失的机械能.

正确答案

解:(i)子弹击穿A的过程系统动量守恒,以子弹的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:

mv0=mv+mAvA

代入数据解得:vA=2.5m/s,

A、B速度相等时B的速度最大,A、B组成的系统动量守恒,以A的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:

mAvA=(mA+mB)vB

代入数据解得:vB=1.25m/s;

(ii)对A、B系统,由能量守恒定律得:

△E=mAvA2-(mA+mB)vB2

代入数据解得:△E=3.125J;

答:(i)若A不会滑离B,B的最大速度为1.25m/s;

(ii)A、B摩擦损失的机械能为3.125J.

解析

解:(i)子弹击穿A的过程系统动量守恒,以子弹的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:

mv0=mv+mAvA

代入数据解得:vA=2.5m/s,

A、B速度相等时B的速度最大,A、B组成的系统动量守恒,以A的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:

mAvA=(mA+mB)vB

代入数据解得:vB=1.25m/s;

(ii)对A、B系统,由能量守恒定律得:

△E=mAvA2-(mA+mB)vB2

代入数据解得:△E=3.125J;

答:(i)若A不会滑离B,B的最大速度为1.25m/s;

(ii)A、B摩擦损失的机械能为3.125J.

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,在一个大氢气球下面连接着一根足够长的轻绳,一质量m1=45kg的人抓着绳子上端,此时人和气球刚好处于静止,人(可以把人看成质点)离地面的高度h=3m,已知氢气球的总质量m2=15kg,如果这个人开始沿绳向下滑,那么,能使他滑到地面的绳长至少是(  )

A3m

B9m

C12m

D15m

正确答案

C

解析

解:设人的速度v1,气球的速度v2,人与气球组成的系统动量守恒,

以向下为正方向,由动量守恒定律得:m1v1-m2v2=0,

即:m1-m2=0,代入数据解得:s=9m,

绳子的长度至少为:L=h+s=3+9=12m;

故选:C.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,静止于光滑水平面上的光滑斜劈质量为M,高为H,一个质量为m的小球以一定的水平速度从斜劈底端沿斜劈向上运动,在水平面与斜面连接处没有机械能损失,若斜劈固定时小球恰好可以冲到斜劈顶端而不飞出,则不固定斜劈时小球冲上斜劈所能达到的最大高度为多少.

正确答案

解:斜劈固定时,对小球沿斜劈上行的全过程,

由动能定理得:-mgH=0-mv02

斜劈不固定时,小球冲上斜劈过程中系统水平方向动量守恒,

当小球在斜劈上达到最大高度h时,相对于斜劈静止,

故它们有共同的水平速度v,以向右为正方向,

由动量守恒定律得:mv0=(M+m)v,

由能量守恒定律得:mv02=(M+m)v2+mgh,

联立解得:h=H;

答:不固定斜劈时小球冲上斜劈所能达到的最大高度为H.

解析

解:斜劈固定时,对小球沿斜劈上行的全过程,

由动能定理得:-mgH=0-mv02

斜劈不固定时,小球冲上斜劈过程中系统水平方向动量守恒,

当小球在斜劈上达到最大高度h时,相对于斜劈静止,

故它们有共同的水平速度v,以向右为正方向,

由动量守恒定律得:mv0=(M+m)v,

由能量守恒定律得:mv02=(M+m)v2+mgh,

联立解得:h=H;

答:不固定斜劈时小球冲上斜劈所能达到的最大高度为H.

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题型: 单选题
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单选题

平静水面上停着一只小船,船头站立着一个人,船的质量是人的质量的8倍.从某时刻起,人向船尾走去,走到船中部时他突然停止走动.不计水对船的阻力,下列说法正确的是(  )

A人在船上走动过程中,人的动能是船的动能的8倍

B人在船上走动过程中,人的位移是船的位移的9倍

C人走动时的速度和小船的速度大小相等,方向相反

D人突然停止走动后,小船由于惯性的缘故还会继续运动

正确答案

A

解析

解:A、不计水的阻力,人与船组成的系统动量守恒,以人的速度方向为正方向,由动量守恒定律得:mv-Mv=0,v=8v,人与船的动能之比:====,故A正确,C错误;

B、人与船组成的系统动量守恒,以人的速度方向为正方向,由动量守恒定律得:mv-Mv=0,v=8v,vt=8v,s=8s,故B错误;

D、人与船组成的系统动量守恒,人突然停止走动后,人的动量为零,由于系统初动量为零,有动量守恒定律可知,小船的动量为零,小球速度为零,人停止走动后,船立即停止运动,故D错误;

故选:A.

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