- 动量守恒定律
- 共5880题
在核反应堆中,常用减速剂使快中子减速.假设减速剂的原子核质量是中子的k倍.中子与原子核的每次碰撞都可看成是弹性正碰.设每次碰撞前原子核可认为是静止的,求N次碰撞后中子速率与原速率之比.
正确答案
解:设中子和作减速剂的物质的原子核A的质量分别为mn和mA,碰撞后速度分别为v‘n和v'A,碰撞前后的总动量和总能量守恒,有
mnvn=mnvn′+mAvA′…①
=
+
…②
式中vn为碰撞前中子速度,由题设
mA=kmn…③
由①②③式得,经1次碰撞后中子速率与原速率之比为
||=
…④
经N次碰撞后,中子速率与原速率之比为
答:N次碰撞后中子速率与原速率之比为.
解析
解:设中子和作减速剂的物质的原子核A的质量分别为mn和mA,碰撞后速度分别为v‘n和v'A,碰撞前后的总动量和总能量守恒,有
mnvn=mnvn′+mAvA′…①
=
+
…②
式中vn为碰撞前中子速度,由题设
mA=kmn…③
由①②③式得,经1次碰撞后中子速率与原速率之比为
||=
…④
经N次碰撞后,中子速率与原速率之比为
答:N次碰撞后中子速率与原速率之比为.
如图所示,光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动.两球质量关系为mB=2mA,规定向右为正方向,A、B两球的动量均为6kg•m/s,运动中两球发生碰撞,碰撞后A球的动量增量为-4kg•m/s,则( )
正确答案
解析
解:C、规定向右为正方向,碰撞前A、B两球的动量均为6kg•m/s,说明A、B两球的速度方向向右,
两球质量关系为mB=2mA,所以碰撞前vA>vB,所以左方是A球.
碰撞后A球的动量增量为-4kg•m/s,所以碰撞后A球的动量是2kg•m/s
碰撞过程系统总动量守恒:mAvA+mBvB=-mAvA′+mBvB′
所以碰撞后B球的动量是10kg•m/s,根据mB=2mA,所以碰撞后A、B两球速度大小之比为2:5,故C正确,D错误.
A、碰撞前系统动能:+
=
+
=
,
碰撞后系统动能为:+
=
+
=
,
则碰撞前后系统机械能不变,碰撞是弹性碰撞,故A正确,B错误;
故选:AC.
如图所示,木块静止在光滑的水平面上,子弹A、B从木块两侧同时水平射入木块,最终都停在木块中,这一过程中木块始终保持静止.现知道子弹A射入的深度dA大于子弹B射入的深度dB.用tA、tB表示它们在木块中的运动时间,用EkA、EkB表示它们的初动能,用vA、vB表示它们的初速度大小,用mA、mB表示它们的质量,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,木块始终保持静止,分析得知,两子弹在木块中运动时间必定相等,否则木块就会运动.故A错误.
B、由于木块始终保持静止状态,则两子弹对木块的推力大小相等,则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.
CD、对两子弹和木块组成的系统动量守恒,因动量与动能的关系为:P=,则有:
=
,而EkA>EkB,则得到mA<mB.
根据动能的计算公式Ek=,得到初速度vA>vB.故C正确,D错误.
故选:BC.
(2015秋•辽宁期末)木块在粗糙的水平地面上以初速度v0滑出,若滑行一段距离s后,速度变为,此时有一与木块质量相同的橡皮泥从木块的正上方无初速度落下,并迅速与木块粘在一起.求木块还能滑行的距离.
正确答案
解析
解:设木块的质量为m,木块与水平地面的动摩擦因数为μ,木块还能滑行的距离为L
则木块速度变为时,由动能定理有:
-
橡皮泥与木块粘在一起的过程中,由动量守恒定律有
m=(m+m)v
之后一起在地面滑动,由动能定理有
解得L=
答:木块还能滑行的距离为.
如图所示,物体A与物体B置于光滑水平面上,其质量mB>mA,A、B间有一细绳连接,且有与A、B不连接的被压缩的轻弹簧,整个装置处于静止状态,现将细绳烧断,而后弹簧伸展将A、B弹开,以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、开始运动后,未与弹簧脱离前B的速度大于A的速度,脱离弹簧后AB都做匀速运动,仍是B的速度大于A的速度,所以开始运动后,任一时刻B的瞬时速度大小始终比A的瞬时速度大,故A正确.
B、此过程中,弹力对A和B的作用力总是大小相等的,根据I=Ft可知,在此过程中,弹力对B的冲量大小与对A的冲量一样大,故B错误;
C、在两滑块刚好脱离弹簧时运用动量守恒得:
mAvA+mBvB=0
因为mA>mB,所以vA<vB,
而EK=mv2=
mv•v
所以B的动能大于A的动能,根据动能定理可知此过程中,弹力对B做功比对A做功多,故C正确;
D、同一根弹簧对A和B的作用力相等,故D错误;
故选:AC.
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