- 动量守恒定律
- 共5880题
如图所示,长木板静止在光滑的水平面上,长木板的左端固定一个档板,档板上固定一个长度为L的轻质弹簧,长木板与档板的总质量为M,在木板的右端有一质量为m的铁块.现给铁块一个水平向左的初速度v0,铁块向左滑行并与轻弹簧相碰,碰后返回恰好停在长木板的右端.根据以上条件可以求出的物理量是( )
正确答案
解析
解:A、设铁块与木板速度相同时,共同速度大小为v,铁块相对木板向左运动时,滑行的最大路程为s,摩擦力大小为f.根据能量守恒定律得:
铁块相对于木板向左运动过程:
铁块相对于木板运动的整个过程:
又根据系统动量守恒可知,mv0=(M+m)v
联立得到:Ep=fs=
故A正确.
B、,由于不知道弹簧的劲度系数,所以不能求出弹簧被压缩的最大长度.故B错误.
C、由于不知道弹簧的劲度系数k和长木板的长度(或是铁块滑行的最大路程s),所以求不出长木板运动速度的最大值.故C错误.
D、由A得分析可知,可以求出fs,但是不知道s,所以不知道f,因此求不出铁块与长木板间的动摩擦因数.故D错误.
故选A.
【物理--选修3-5】
(1)太阳能应用技术引领了世界.太阳能屋顶、太阳能汽车、太阳能动态景观…科学研究发现太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应,即在太阳内部4个氢核(11H)转化成一个氦核(24He)和两个正电子(10e)并放出能量.已知质子质量mp=1.007 3u,α粒子的质量mα=4.001 5u,电子的质量me=0.000 5u,1u的质量相当于931MeV的能量.
①热核反应方程为______;
②一次这样的热核反应过程中释放出的能量______MeV(结果保留四位有效数字).
(2)如图所示,坡道顶端距水平面高度为h,质量为m1的小物块A从坡道顶端由静止滑下,进入水平面上的滑道时无机械能损失,为使A制动,将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线M处的墙上,另一端与质量为m2的档板B相连,弹簧处于原长时,B恰好位于滑道的末端O点.A与B碰撞时间极短,碰撞后结合在一起共同压缩弹簧.已知在OM段A、B与水平面间的动摩擦因数为μ,其余各处的摩擦不计,重力加速度为g,求:
①物块A在档板B碰撞前瞬间的速度v的大小;
②弹簧最大压缩量为d时的弹性势能.
正确答案
411H→24He+210e
24.86
解析
解:(1)①根据质量数守恒和电荷数守恒有:
411H→24He+210e
故该热核反应方程为:411H→24He+210e
②一次这样的热核反应过程中质量亏损为:
△m=4mP-mα-2me=4×1.0073u-4.0015u-2×0.0005u=0.0267 u
根据质能方程△E=△mc2得:△E=0.0267×931MeV≈24.86MeV
故一次这样的热核反应过程中释放出24.86 MeV的能量.
(2)物块A在坡道上下滑时,只有重力做功,由机械能守恒定律,有:
…①
得:…②
(2)A、B在碰撞的过程中内力远大于外力,由动量守恒,有:
m1v=(m1+m2)v′…③
A、B克服摩擦力所做有的功为:
W=μ(m1+m2)gd…④
由能量守恒定律,有:
=EP+μ(m1+m2)gd…⑤
联立解得:EP=-μ(m1+m2)gd
故答案为:
(1)411H→24He+210e,24.86 MeV.
(2)①物块A在档板B碰撞前瞬间的速度v的大小是;
②弹簧最大压缩量为d时的弹性势能是-μ(m1+m2)gd.
如图,长度L=0.5m,质量M=4.0kg的平板车A静止在光滑水平面上,一个质量m=1.0kg的玩具电动小汽车B从平板车A的左端由静止启动后向右端匀加速行驶,经t=1.0s从A的右端飞出,求在这段时间内两个小车获得的速度各是多大?
正确答案
解:令两小车获得的速度大小分别为vA和vB,则根据动量守恒有:
MvA-mvB=0 ①
平板车产生的位移大小 ②,
玩具汽车产生的位移大小 ③
两车分离时有:
L=xA+x2 ④
代入数据由①②③④式可解得:vA=0.2m/s,vB=0.8m/s
答:两小车获得的速度分别为A小车0.2m/s,B小车0.8m/s.
解析
解:令两小车获得的速度大小分别为vA和vB,则根据动量守恒有:
MvA-mvB=0 ①
平板车产生的位移大小 ②,
玩具汽车产生的位移大小 ③
两车分离时有:
L=xA+x2 ④
代入数据由①②③④式可解得:vA=0.2m/s,vB=0.8m/s
答:两小车获得的速度分别为A小车0.2m/s,B小车0.8m/s.
船和人的总质量为M,原来静止在水面上,质量为m的人从船头水平跳出后,船获得的反冲速度为v,则人跳出去时的速度为( )
正确答案
解析
解:人跳出船的过程系统动量守恒,以人的速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
mv人-(M-m)v=0,
解得:v人=;
故选:B.
(2015春•宜春校级月考)A、B两条船静止在水面上,它们的质量均为M.质量为的人以对地速度v从A船跳上B船,再从B船跳回A船,经过几次后人停在B船上.不计水的阻力,则( )
正确答案
解析
解:以两船及人组成的系统为研究对象,系统在水平方向上所受合外力为零,系统动量守恒,
以人的初速度方向为正方向,由动量守恒定律可得:-MvA+(M+)vB=0,
解得:vA:vB=3:2;
故选:B.
扫码查看完整答案与解析