- 动量守恒定律
- 共5880题
如图所示,小车的质量M=2kg,静止在光滑的水平面上,小车AB段水平长L=lm,BC部分是光滑的
圆弧形轨道,半径R=0.4m,圆弧在C点的切线是竖直的.今有质量为m=lkg的金属滑块(宽度远小于小车的长度)以水平速度vo=5m/s冲上小车,金属滑块与小车AB段之间的动摩擦因数μ=0.3.请通过计算判断金属块是否能从C点飞离小车.
正确答案
解:小车与滑块组成的系统在水平方向动量守恒,以滑块的初速度方向为正方向,滑块上升到最大高度时,滑块与车的速度相等,由动量守恒定律得:
mv0=(M+m)v,
系统机械能守恒,由机械能守恒定律得:mv02=
(m+M)v2+μmgL+mgh,
代入数据解得:v=m/s,h=
m>R,
则滑块离开小车
答:滑块可以从C点离开小车.
解析
解:小车与滑块组成的系统在水平方向动量守恒,以滑块的初速度方向为正方向,滑块上升到最大高度时,滑块与车的速度相等,由动量守恒定律得:
mv0=(M+m)v,
系统机械能守恒,由机械能守恒定律得:mv02=
(m+M)v2+μmgL+mgh,
代入数据解得:v=m/s,h=
m>R,
则滑块离开小车
答:滑块可以从C点离开小车.
光滑水平面上静置一质量为M的木块,一颗质量为m的子弹以水平速度v1射入木块,以v2速度穿出,对这个过程,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B由动能定理,
对子弹:木块对子弹做功为W=,则子弹克服阻力做功为|W|=
.子弹对木块的力与木块对子弹的力大小相等,但由于子弹的位移大于木块的位移,则子弹对木块做的功小于子弹克服阻力做的功,则有子弹对木块做的功小于
.故AB均错误.
C、D子弹射穿木块的过程中,子弹损失的动能转化为木块的动能和子弹和木块组成的系统的内能,由能量守恒定律得知,子弹损失的动能等于木块获得的动能跟子弹与木块摩擦转化的内能和.故C错误,D正确.
故选D
(2015•赣州一模)如图所示,一轻质弹簧上端悬挂于天花板,下端系一质量为m1=2.0kg的物体A,平衡时物体A距天花板h1=0.60m.在距物体A正上方高为h=0.45m处有一个质量为m2=1.0kg的物体B,由静止释放B,下落过程某时刻与弹簧下端的物体A碰撞(碰撞时间极短)并立即以相同的速度运动.已知两物体不粘连,且可视为质点.g=l0m/s2.求:
(i)碰撞结束瞬间两物体的速度大小;
(ii)碰撞结束后两物体一起向下运动,历时0.25s第一次到达最低点.求在该过程中,两物体间的平均作用力.
正确答案
解:( i)B物体自由下落至与A碰撞前其速度为v0,根据自由落体运动规律,有:
AB碰撞结束之后瞬时二者速度共同速度为vt,以向下为正方向,根据动量守恒定律,有:
m2v0=(m1+m2)vt
解得:
vt=1.0m/s
( ii)选择竖直向下为正方向,从二者一起运动到速度变为零的过程中,选择B作为研究对象,根据动量定理,有:
(m2g-N)t=0-m2vt
解得N=14N,方向竖直向上
答:(i)碰撞结束瞬间两物体的速度大小为1m/s;
(ii)碰撞结束后两物体一起向下运动,历时0.25s第一次到达最低点,在该过程中,两物体间的平均作用力为14N,竖直向上.
解析
解:( i)B物体自由下落至与A碰撞前其速度为v0,根据自由落体运动规律,有:
AB碰撞结束之后瞬时二者速度共同速度为vt,以向下为正方向,根据动量守恒定律,有:
m2v0=(m1+m2)vt
解得:
vt=1.0m/s
( ii)选择竖直向下为正方向,从二者一起运动到速度变为零的过程中,选择B作为研究对象,根据动量定理,有:
(m2g-N)t=0-m2vt
解得N=14N,方向竖直向上
答:(i)碰撞结束瞬间两物体的速度大小为1m/s;
(ii)碰撞结束后两物体一起向下运动,历时0.25s第一次到达最低点,在该过程中,两物体间的平均作用力为14N,竖直向上.
如图,滑块A、B静止在水平气垫导轨上,两滑块间紧压一轻弹簧,滑块用绳子连接,绳子烧断后,轻弹簧掉落,两个滑块向相反方向运动.现拍得闪光频率为10HZ的一组频闪照片.已知滑块A、B的质量分别为200g、300g.根据照片记录的信息可知,A、B离开弹簧后:
①A滑块动量大小为______;
②弹簧弹开前蓄积的弹性势能为______.
正确答案
0.018kg•m/s
1.35×10-3J
解析
解:①A滑块在相等时间内的位移大小为0.9cm,则A滑块的速度为:
则A滑块的动量大小为:
PA=mAvA=0.2×0.09kg.m/s=0.018kgm/s.
②B滑块的速度大小为:
.
根据能量守恒定律得:
=
J=1.35×10-3J.
故答案为:①0.018kgm/s,②1.35×10-3J.
斜面小车的质量为M,高为h,一个质量为m的物体从小车的顶点滑下,物块滑离斜面小车底端时的速度设为v,不计一切摩擦,下列说法:
①物块滑离小车时的速度
②物块滑离小车时的速度
③物块滑离小车时小车的速度
④物块滑离小车时小车的速度
其中正确的是( )
正确答案
解析
解:根据物体和小车在水平方向上的动量守恒,取向右为正,可得
0=mv水平-MV,
所以V=,
由于v水平<v,所以物块滑离小车时小车的速度,所以④正确;
当小车不动的时候,根据机械能守恒可得,
mgh=mv2,
所以v=,
由于小车的运动,根据能量的守恒可知,物块滑离小车时的速度,所以②正确.
故选D.
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