- 动量守恒定律
- 共5880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.
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.
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.
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( )
正确答案
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.
(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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