- 动量守恒定律
- 共5880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( )
正确答案
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.
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.
(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共
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共
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.
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=
mv1′2
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=
mv1′2
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
.
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( )
正确答案
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.
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