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题型:简答题
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简答题

如图,光滑水平轨道上有三个质量均为m的物块A、B、C,其中C的左侧固定轻弹簧.设A以速度v0朝B运动,A与B相碰并粘结在一起,然后继续朝C运动,压缩弹簧,最终A、B与弹簧分离.从A开始运动直至A、B与弹簧分离的过程中,求:

①整个系统损失的机械能

②物块C的最大速度.

正确答案

解:①设AB共同速度为V,规定向右为正方向,A、B接触的过程中AB系统的动量守恒,

mv0=2mv

系统损失的机械能

△E=m-mv2

解得△E=m

②弹簧恢复原长时,C的速度最大.设C的最大速度速度为vC

A、B、C组成的系统动量守恒,规定向右为正方向,

2mv=2mvAB+mvC

根据能量守恒得:

mv2=m+m

解得 vC=

答:①整个系统损失的机械能是m

②物块C的最大速度是

解析

解:①设AB共同速度为V,规定向右为正方向,A、B接触的过程中AB系统的动量守恒,

mv0=2mv

系统损失的机械能

△E=m-mv2

解得△E=m

②弹簧恢复原长时,C的速度最大.设C的最大速度速度为vC

A、B、C组成的系统动量守恒,规定向右为正方向,

2mv=2mvAB+mvC

根据能量守恒得:

mv2=m+m

解得 vC=

答:①整个系统损失的机械能是m

②物块C的最大速度是

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题型:简答题
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简答题

中国载人航天史上的首堂太空授课,2013年6月20日上午10时开讲.神舟十号航天员在天宫一号开展基础物理实验,为全国青少年进行太空授课;女宇航员王亚平向同学们提出了如何测质量的问题,大家知道质量可以用天平测量,可是在宇宙空间怎样测量物体的质量呢?如图所示是采用动力学方法测量空间站质量的原理图.若已知双子星号宇宙飞船的质量为3200kg,其尾部推进器提供的平均推力为900N,在飞船与空间站对接后,推进器工作8s测出飞船和空间站速度变化是1.0m/s.则:

(1)空间站的质量为多大?

(2)在8s内飞船对空间站的作用力为多大?

正确答案

解:(1)飞船和空间站的加速度为:a===0.125m/s2

以空间站和飞船整体为研究对象由牛顿第二定律:F=(M+m)a

900=(3200+m)×0.125

得:m=4000 kg 

(2)以空间站为研究对象,根据牛顿第二定律有:N=ma=4000×0.125=500N;

答:(1)空间站的质量4000 kg;

 (2)在8s内飞船对空间站的作用力为500N.

解析

解:(1)飞船和空间站的加速度为:a===0.125m/s2

以空间站和飞船整体为研究对象由牛顿第二定律:F=(M+m)a

900=(3200+m)×0.125

得:m=4000 kg 

(2)以空间站为研究对象,根据牛顿第二定律有:N=ma=4000×0.125=500N;

答:(1)空间站的质量4000 kg;

 (2)在8s内飞船对空间站的作用力为500N.

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题型:简答题
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简答题

质量M=3kg的木块放在水平桌面上,一个质量为m=5g的子弹以速度v=601m/s水平射入木块中.木块带着子弹在桌面上滑行25cm停下来.试求木块与桌面间的动摩擦因数.

正确答案

解:子弹击中木块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=(M+m)v,

代入数据解得:v=1m/s,

对子弹与木块组成的系统,由动能定理得:

-μ(M+m)gs=0-(M+m)v2

代入数据解得:μ=0.2;

答:此桌面与木块之间的动摩擦因数为0.1.

解析

解:子弹击中木块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=(M+m)v,

代入数据解得:v=1m/s,

对子弹与木块组成的系统,由动能定理得:

-μ(M+m)gs=0-(M+m)v2

代入数据解得:μ=0.2;

答:此桌面与木块之间的动摩擦因数为0.1.

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题型: 单选题
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单选题

如图,质量为3kg的木板放在光滑水平面上,质量为1kg在物块在木板上,它们之有摩擦,木板足够长,两者都以4m/s的初速度向相反方向运动,当木板的速度为2.4m/s时,物块的运动情况(  )

A速度大小为2.0m/s,方向向左,加速度方向向右

B速度大小为0.8m/s,方向向右,加速度方向向右

C速度大小为0.8m/s,方向向左,加速度方向向左

D静止不动

正确答案

B

解析

解:设木板的质量为M,物块的质量为m.

开始阶段,m向左减速,M向右减速,根据系统的动量守恒定律得:当物块的速度为零时,设此时木板的速度为v1

根据动量守恒定律得 (M-m)v=Mv1

代入解得v1===2.67m/s.

此后m将向右加速,M继续向右减速;

当两者速度达到相同时,设共同速度为v2

由动量守恒定律得 (M-m)v=(M+m)v2

代入解得v2===2m/s.

两者相对静止后,一起向左匀速直线运动.

由此可知当M的速度为2.4m/s时,m处于向右加速过程中,加速度向右.

根据动量守恒得:(M-m)v=Mv3+mv4

得:物块的速度v4===0.8m/s.

故选B.

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题型:简答题
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简答题

(2016•广州一模)如图,用细线线拴住质量分别为m1、m2的小球a、b并悬挂在天花板下,平衡时两球心在同一水平面上且距天花板的距离为L.将a拉至水平位置后由静止释放,在最低位置时与b发生弹性正碰,若碰后两球上升的最大高度相同.重力加速度为g.求:m1与m2的比值及碰后两球各自的速度大小.

正确答案

解:设m1与m2碰前的速度为v0,由机械能守恒定律:

设m1与m2碰后的速度分别为v1、v2,选水平向右为正方向,由于弹性正碰,有:m1v0=m1v1+m2v2

依题意有:v2=-v1

联立可得:m1:m2=1:3 

两球碰后的速度大小为:

答:m1与m2的比值为1:3,碰后两球的速度大小都为

解析

解:设m1与m2碰前的速度为v0,由机械能守恒定律:

设m1与m2碰后的速度分别为v1、v2,选水平向右为正方向,由于弹性正碰,有:m1v0=m1v1+m2v2

依题意有:v2=-v1

联立可得:m1:m2=1:3 

两球碰后的速度大小为:

答:m1与m2的比值为1:3,碰后两球的速度大小都为

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