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题型: 单选题
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单选题

如图所示,木块质量为M,放在光滑水平面上,一颗质量为m的子弹以初速度v0水平射入木块中,射入深度为d,平均阻力为f.设木块离原点s远时开始匀速前进,最终速度为v,下列判断正确的是(  )

Afd=mv-mv2

Bfs=mv-(M+m)v2

Cf(s+d)=mv-(M+m)v2

D上面公式均不正确

正确答案

D

解析

解:由动能定理得:

对子弹:-f(s+d)=mv2-mv02

则:f(s+d)=mv02-mv2

对木块:fs=Mv2

由能量守恒定律得:fd+mv2+Mv2=mv02

解得:fd=mv02-(M+m)v2

由以上分析可知,ABC错误,D正确;

故选:D.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,A、B两木块靠在一起放于光滑的水平面上,A、B的质量分别为mA=2.0kg、mB=1.5kg.一个质量为mC=0.5kg的小铁块C以v0=8m/s的速度滑到木块A上,离开木块A后最终与木块B一起匀速运动.若木块A在铁块C滑离后的速度为vA=0.8m/s,铁块C与木块A、B间动摩擦因数均为μ=0.4,取g=10m/s2.求:

①铁块C在滑离A时的速度;

②木块B的长度至少为多长.

正确答案

解:①铁块C在滑离A的过程中,A、B、C系统动量守恒,以C的初速度方向我i正方向,由动量守恒定律得:

mCv0=(mA+mB)vA+mCvC

代入数据解得:vC=2.4m/s;

②铁块C和木块B相互作用最终和B达到相同的速度,铁块C和B作用过程中动量守恒、能量守恒,以C达到初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:

mCvC+mBvA=(mC+mB)vB

由能量守恒定律得:(mC+mB)vB2+μmCg•s相对=mCvC2+mBvA2

因铁块C没有从木块B上掉下来,所以木块B的长度L≥S相对

联立以上方程代入数据解得:L≥0.24 m 即木块B的长度至少为0.24 m  

答:①铁块C在滑离A时的速度为2.4m/s.

②木块B的长度至少为0.24m.

解析

解:①铁块C在滑离A的过程中,A、B、C系统动量守恒,以C的初速度方向我i正方向,由动量守恒定律得:

mCv0=(mA+mB)vA+mCvC

代入数据解得:vC=2.4m/s;

②铁块C和木块B相互作用最终和B达到相同的速度,铁块C和B作用过程中动量守恒、能量守恒,以C达到初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:

mCvC+mBvA=(mC+mB)vB

由能量守恒定律得:(mC+mB)vB2+μmCg•s相对=mCvC2+mBvA2

因铁块C没有从木块B上掉下来,所以木块B的长度L≥S相对

联立以上方程代入数据解得:L≥0.24 m 即木块B的长度至少为0.24 m  

答:①铁块C在滑离A时的速度为2.4m/s.

②木块B的长度至少为0.24m.

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题型:简答题
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简答题

(2015秋•松原校级期末)如图所示,水平固定一个光滑长杆,有一个质量为m小滑块A套在细杆上可自由滑动.在水平杆上竖直固定一个挡板P,小滑块靠在挡板的右侧处于静止状态,在小滑块的下端用长为L的细线悬挂一个质量为2m的小球B,将小球拉至左端水平位置使细线处于自然长度,由静止释放,已知重力加速度为g.求:

①小球运动过程中,相对最低点所能上升的最大高度;

②小滑块运动过程中,所能获得的最大速度.

正确答案

解:①小球第一次摆到最低点过程中,根据机械能守恒得:

,解得:v=

小球与小滑块达到共速时,小球上升到最大高度,设此高度为h,根据动量守恒定律得:

2mv=(2m+m)v

根据能量守恒定律得:

解得:h=

②小球摆回最低点时,小滑块获得最大速度,设此时小球速度为v1,滑块的速度为v2

根据动量守恒定律得:

2mv=2mv1+mv2

解得:

答:①小球运动过程中,相对最低点所能上升的最大高度为

②小滑块运动过程中,所能获得的最大速度为

解析

解:①小球第一次摆到最低点过程中,根据机械能守恒得:

,解得:v=

小球与小滑块达到共速时,小球上升到最大高度,设此高度为h,根据动量守恒定律得:

2mv=(2m+m)v

根据能量守恒定律得:

解得:h=

②小球摆回最低点时,小滑块获得最大速度,设此时小球速度为v1,滑块的速度为v2

根据动量守恒定律得:

2mv=2mv1+mv2

解得:

答:①小球运动过程中,相对最低点所能上升的最大高度为

②小滑块运动过程中,所能获得的最大速度为

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题型:简答题
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简答题

如图所示,小球A质量为m,系在细线的一端,线的另一端固定在O点,O点到水平面的距离为h.物块B质量是小球的5倍,置于粗糙的水平面上且位于O点正下方,物块与水平面间的动摩擦因数为μ.现拉动小球使线水平伸直,小球由静止开始释放,运动到最低点时与物块发生正碰(碰撞时间极短),反弹后上升至最高点时到水平面的距离为.小球与物块均视为质点,不计空气阻力,重力加速度为g,求碰撞过程物块获得的冲量及物块在地面上滑行的距离.

正确答案

解:设小球的质量为m,运动到最低点与物体块相撞前的速度大小为v1,取小球运动到最低点时的重力势能为零,根据机械能守恒定律有:

mgh=mv12

解得:v1=

设碰撞后小球反弹的速度大小为v1‘,同理有:

mg=mv12

解得:v1′=

设碰撞后物块的速度大小为v2,取水平向右为正方向,由动量守恒定律有:

mv1=-mv1′+5mv2

解得:v2=

由动量定理可得,碰撞过程滑块获得的冲量为:I=5mv2=

物块在水平面上滑行所受摩擦力的大小为

F=5μmg

设物块在水平面上滑行的时间为t,由动能定理有:

-Fs=0-×5mv22

解得:s=

答:碰撞过程物块获得的冲量为,物块在地面上滑行的距离为

解析

解:设小球的质量为m,运动到最低点与物体块相撞前的速度大小为v1,取小球运动到最低点时的重力势能为零,根据机械能守恒定律有:

mgh=mv12

解得:v1=

设碰撞后小球反弹的速度大小为v1‘,同理有:

mg=mv12

解得:v1′=

设碰撞后物块的速度大小为v2,取水平向右为正方向,由动量守恒定律有:

mv1=-mv1′+5mv2

解得:v2=

由动量定理可得,碰撞过程滑块获得的冲量为:I=5mv2=

物块在水平面上滑行所受摩擦力的大小为

F=5μmg

设物块在水平面上滑行的时间为t,由动能定理有:

-Fs=0-×5mv22

解得:s=

答:碰撞过程物块获得的冲量为,物块在地面上滑行的距离为

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题型: 多选题
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多选题

在一定条件下,让质子获得足够大的速度,当两个质子p以相等的速率对心正碰,将发生下列反应:P+P→P+P++μ 其中是P反质子(反质子与质子质量相等,均为mp,且带一个单位负电荷),则以下关于该反应的说法正确的是(  )

A反应前后系统总动量皆为0

B反应过程系统能量守恒

C根据爱因斯坦质能方程可知,反应前每个质子的能量最小为2mpc2

D根据爱因斯坦质能方程可知,反应后单个质子的能量可能小于mpc2

正确答案

A,B

解析

解:A、系统碰撞前总动量为零,由于不受外力,系统总动量守恒,故核反应后系统的总动量仍然为零,故A正确;

B、对核反应的孤立系统,系统能量守恒,故B正确;

C、根据爱因斯坦质能方程可知,反应前每个质子静止时的能量为mpc2,核反应后由于不知道μ子的静止质量与质子质量大小关系,故无法判断反应前每个质子的能量情况,故C错误;

D、根据爱因斯坦质能方程可知,反应后单个质子的能量至少为mpc2,故D错误;

故选AB.

下一知识点 : 动量守恒定律的应用
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