- 动量守恒定律
- 共5880题
如图所示,光滑水平面MN上放两相同小物块A、B,左端挡板处有一弹射装置P,右端N处与水平传送带理想连接,传送带水平部分长度L=8m,沿逆时针方向以恒定速度v=6m/s匀速转动.物块A、B(大小不计)与传送带间的动摩擦因数μ=0.2.物块A、B质量mA=mB=1kg.开始时A、B静止,A、B间有一压缩轻质弹簧处于锁定状态,贮有弹性势能Ep=16J.现解除弹簧锁定,弹开A、B,同时迅速撤走弹簧.求:
(1)物块B沿传送带向右滑动的最远距离;
(2)物块B滑回水平面MN的速度v‘B;
(3)若物体B返回水平面MN后与被弹射装置P弹回的A在水平面上相碰,且A、B碰后互换速度,则弹射装置P必须给A做多少功才能让AB碰后B能从Q端滑出.
正确答案
解:(1)解除锁定弹开AB过程中,系统机械能守恒:…①
由动量守恒有:mAvA=mBvB …②
由①②得:vA=4m/s vB=4m/s
B滑上传送带匀减速运动,当速度减为零时,滑动的距离最远.由动能定理得:…③
所以:m.
答:物块B沿传送带向右滑动的最远距离为4m.
(2)物块B沿传送带向左返回时,先匀加速运动,物块速度与传送带速度相同时一起匀速运动,物块B加速到传送带速度v需要滑动的距离设为s‘,
由…④
得=9m>sm
说明物块B滑回水平面MN的速度没有达到传送带速度,=4m/s
答:物块B滑回水平面MN的速度v'B=4m/s.
(3)设弹射装置给A做功为W,…⑤
AB碰后速度互换,B的速度 v''B=v'A…⑥
B要滑出平台Q端,由能量关系有:…⑦
又mA=mB所以,由⑤⑥⑦得…⑧
解得:W≥8 J.
答:弹射装置P必须给A做8焦耳的功才能让AB碰后B能从Q端滑出.
解析
解:(1)解除锁定弹开AB过程中,系统机械能守恒:…①
由动量守恒有:mAvA=mBvB …②
由①②得:vA=4m/s vB=4m/s
B滑上传送带匀减速运动,当速度减为零时,滑动的距离最远.由动能定理得:…③
所以:m.
答:物块B沿传送带向右滑动的最远距离为4m.
(2)物块B沿传送带向左返回时,先匀加速运动,物块速度与传送带速度相同时一起匀速运动,物块B加速到传送带速度v需要滑动的距离设为s‘,
由…④
得=9m>sm
说明物块B滑回水平面MN的速度没有达到传送带速度,=4m/s
答:物块B滑回水平面MN的速度v'B=4m/s.
(3)设弹射装置给A做功为W,…⑤
AB碰后速度互换,B的速度 v''B=v'A…⑥
B要滑出平台Q端,由能量关系有:…⑦
又mA=mB所以,由⑤⑥⑦得…⑧
解得:W≥8 J.
答:弹射装置P必须给A做8焦耳的功才能让AB碰后B能从Q端滑出.
质量为m的小球A在光滑的水平面上以速度v与静止在光滑水平面上的质量为2m的小球B发生正碰,碰撞后,A球的动能变为原来的,那么碰撞后B球的速度大小可能是( )
正确答案
解析
解:根据碰后A球的动能恰好变为原来的得:
mv′2=
×
mv2
v′=±v
碰撞过程中AB动量守恒,则有:mv=mv′+2mvB
解得:vB=v或vB=
v
故选:AB.
如图为甲乙两球在光滑水平面上沿同一直线运动的位移一时间图象,s1=2s2,则关于两个球的运动与碰撞说法正确的是( )
正确答案
解析
解:由图示图象可知,碰撞前两球的速度:v甲=,v乙=
,已知:s1=2s2,则:v1=2v2;碰撞后两球都静止;
A、两球碰撞过程系统动量守恒,由于碰撞后两球速度都为零,系统总动量为零,由动量守恒定律可知,碰撞前两球的动量大小相等,方向相反,它们的动量不同,故AB错误;
C、碰撞过程量球动量变化量大小相等,方向相反,动量变化量不相等,故C错误;
D、碰撞前两球动量大小相等,p=mv,v1=2v2,则:m1=m2,动能之比:
=
=
×(
)2=
,甲的动能是乙动能的两倍,碰撞过程中甲损失的动能是乙损失动能的2倍,故D正确;
故选:D.
如图所示,一长木块被固定在水平面上,质量相同的子弹A、B从木块两侧同时水平相向地射入木块,最终都停在木块中,子弹A的射入深度dA大于子弹B的深度dB,假设子弹A、B在运动过程中所受阻力大小恒定且相同,则可判断( )
正确答案
解析
解:
A、由题,子弹A、B从木块两侧同时射入木块,都做匀减速运动,两子弹的质量相同,所受的阻力大小相同,则加速度大小相同,将两子弹的运动看成是沿相反方向的初速度为零的匀加速运动,dA>dB,由x=分析得知,tA>tB.故A正确.
B、两子弹所受的阻力大小相等,设为f,根据动能定理得:
对A子弹:-fdA=0-EkA,得EkA=fdA
对B子弹:-fdB=0-EkB,得EkB=fdB.
由于dA>dB,则有子弹入射时的初动能EkA>EkB.故B正确.
C、根据动能的计算公式Ek=mv2,m相同,则初速度vA>vB.故C正确.
D、木块没有位移,子弹对木块没有做功,则WA=WB.故D错误.
故选ABC
在光滑面上有两个小球,甲球的质量为2kg,乙球的质量为1kg,乙球静止,甲球以4m/s的速度和乙球对心相碰,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:两球碰撞过程系统动量守恒,以甲的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
如果两球发生完全非弹性碰撞:m甲v0=(m甲+m乙)v,
代入数据解得:v=m/s;
如果两球发生完全弹性碰撞:m甲v0=m甲v甲+m乙v乙,
由机械能守恒定律得:m甲v02=
m甲v甲2+
m乙v乙2,
代入数据解得:v甲=m/s,v乙=
m/s,(v甲=4m/s,v乙=0m/s,不符合实际,舍去);
碰撞后,甲的速度:m/s≤v甲≤
m/s,
乙的速度:m/s≤v甲≤
m/s,
A、不论发生什么类型的碰撞,碰撞后甲的速度都不可能为零,乙的速度不可能为8m/s,故A错误;
B、碰撞过程,甲做减速运动,速度减小,乙获得一定的冲量,乙开始运动,故B正确;
C、由以上分析可知,由于不知道两球碰撞的类型,无法确定两球的具体速度,故C正确;
D、由以上分析可知,BC正确,故D错误;
故选:BC.
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