- 动量守恒定律
- 共5880题
从某高处自由下落一块质量为M的物体,当物体下落高度h时,突然炸成两块,已知质量为m的一块碎片恰好能返回到开始下落的位置,求物体M刚炸裂时另一块碎片的速度大小.
正确答案
解:由机械能守恒定律得,Mgh=,
解得v=.
炸裂时,爆炸力远大于物体受到的重力,规定向下为正方向,
因为质量为m的一块碎片恰好能返回到开始下落的位置,可知该碎片的速度等于物体爆炸前的速度,
由动量守恒定律知:Mv=-mv+(M-m)v′
解得v′=.
答:物体M刚炸裂时另一块碎片的速度大小为.
解析
解:由机械能守恒定律得,Mgh=,
解得v=.
炸裂时,爆炸力远大于物体受到的重力,规定向下为正方向,
因为质量为m的一块碎片恰好能返回到开始下落的位置,可知该碎片的速度等于物体爆炸前的速度,
由动量守恒定律知:Mv=-mv+(M-m)v′
解得v′=.
答:物体M刚炸裂时另一块碎片的速度大小为.
(2016春•寿县校级月考)冰球运动员甲的质量为60 kg,当他以5m/s速度向前运动时,与另一质量为80kg,速度为3m/s的迎面而来的运动员乙相撞,碰后甲恰好静止,假设碰撞时间极短,求:
(1)碰后乙的速度大小;
(2)碰撞后总机械能的损失.
正确答案
解:(1)甲、乙组成的系统动量守恒,以甲的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
m甲v甲+m乙v乙′=m甲v甲′+m乙v乙′,
代入数据解得:v乙′=0.75m/s,
(2)由能量守恒定律可知,损失的机械能:
△E=m甲v甲2+
m乙v乙2-
m甲v甲′2-
m乙v乙′2,
代入数据解得:△E=1087.5J;
答:(1)碰后乙的速度大小为0.75m/s;
(2)碰撞后总机械能的损失为1087.5J.
解析
解:(1)甲、乙组成的系统动量守恒,以甲的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
m甲v甲+m乙v乙′=m甲v甲′+m乙v乙′,
代入数据解得:v乙′=0.75m/s,
(2)由能量守恒定律可知,损失的机械能:
△E=m甲v甲2+
m乙v乙2-
m甲v甲′2-
m乙v乙′2,
代入数据解得:△E=1087.5J;
答:(1)碰后乙的速度大小为0.75m/s;
(2)碰撞后总机械能的损失为1087.5J.
(1)下列说法正确的是______.
A.无论光的频率多低,只要光照金属的时间足够长就能产生光电效应
B.氢原子光谱说明氢原子能级是分立的
C.β射线是原子核外电子电离形成的电子流,它具有中等的穿透能力
D.比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固
E.重核的裂变和轻核的聚变均释放核能
(2)如图所示,一质量为m1的半圆形槽内壁光滑,放在光滑的水平面上,槽的左侧有一固定的木桩以阻止槽水平向左运动,槽的半径为R.今从槽左侧最高点释放一个质量为m2的小球(可视为质点),求:
i.小球第一次运动到圆弧槽最低点时的速度大小;
ii.小球第一次通过圆弧梢最低点以后,沿圆弧槽上升的最大高度.
正确答案
解:(1)A、发生光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率,与入射光照射的时间无关.故A错误;
B、氢原子光谱说明氢原子能级是分立的,B正确;
C、β射线不是原子核外电子电离形成的电子流,是具有放射性的元素的原子核中的一个中子转化成一个质子同时释放的,故C错误;
D、根据爱因斯坦质能方程知,重核的裂变和轻核的聚变均有质量损失,释放核能,D正确;
故选:BDE.
(2)ⅰ.小球在木槽左侧运动机械能守恒,槽不动,根据机械能守恒有:
m2gR=m2vB2…①
得:vB=…②
ⅱ.小球在木槽右侧运动,小球和木槽水平动量守恒,机械能守恒,当小球到达最高点时:
m2vB=(m2+m1)v1…③
m2vB2=
(m1+m2)v12+m2gh…④
联立得:h=R
答:i.小球第一次运动到圆弧槽最低点时的速度大小为;
ii.小球第一次通过圆弧梢最低点以后,沿圆弧槽上升的最大高度为R.
解析
解:(1)A、发生光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率,与入射光照射的时间无关.故A错误;
B、氢原子光谱说明氢原子能级是分立的,B正确;
C、β射线不是原子核外电子电离形成的电子流,是具有放射性的元素的原子核中的一个中子转化成一个质子同时释放的,故C错误;
D、根据爱因斯坦质能方程知,重核的裂变和轻核的聚变均有质量损失,释放核能,D正确;
故选:BDE.
(2)ⅰ.小球在木槽左侧运动机械能守恒,槽不动,根据机械能守恒有:
m2gR=m2vB2…①
得:vB=…②
ⅱ.小球在木槽右侧运动,小球和木槽水平动量守恒,机械能守恒,当小球到达最高点时:
m2vB=(m2+m1)v1…③
m2vB2=
(m1+m2)v12+m2gh…④
联立得:h=R
答:i.小球第一次运动到圆弧槽最低点时的速度大小为;
ii.小球第一次通过圆弧梢最低点以后,沿圆弧槽上升的最大高度为R.
一个静止的质量为M的不稳定原子核,当它放射出质量为m、速度为v的粒子后,原子核剩余部分的速度为( )
正确答案
解析
解:根据动量守恒定律研究整个原子核:
0=mv+(M-m)v′
v′=
故选B.
质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,A球的动量是7kgm/s,B球的动量是5kgm/s,当A球追上B球时发生碰撞,则碰后A、B两球的动量可能值是( )
正确答案
解析
解:以两物体组成的系统为研究对象,以甲的初速度方向为正方向,系统初动能:E=+
=
,
系统总动量:p=7kg•m/s+5kg•m/s=12kg•m/s;
A、碰后系统动量为12kg•m/s,满足系统动量守恒,总动能:E′=+
=
,系统动能不增加,符合实际,故A正确
B、碰后系统动量为12kg•m/s,满足系统动量守恒,碰撞后A的速度大于B的速度,会发生二次碰撞,不符合实际,故B错误;
C、碰后系统动量为12kg•m/s,满足系统动量守恒,总动能:E′=+
=
,系统动能增加,不符合实际,故C错误;
D、PA=-4kgm/s,PB=17kgm/s,碰后系统动量为13kg•m/s,系统动量不守恒,故D错误;
故选:A.
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