- 动量守恒定律
- 共5880题
我国发射的“神州六号”载人宇宙飞船绕地球运动的周期约为90min.如果把它绕地球的运动看作是匀速圆周运动,该飞船的运动和在轨道上运行的地球同步卫星的运动相比较,该飞船的轨道半径______同步卫星的轨道半径(选填“大于”、“小于”或“等于”).若已知地球半径为6400km,则该飞船运动的线速度大约为______m/s.
如图所示,将两根完全相同的磁铁分别固定在质量相等的长木板甲和乙上,然后放于光滑的水平桌面上.开始时使甲获得水平向右、大小为3m/s的速度,乙同时获得水平向左、大小为2m/s的速度.当乙的速度减为零时,甲的速度为______m/s,方向______.
正确答案
小于
7809.8
1
水平向右
解析
解:(1)卫星在绕地球做圆周运动时地球对卫星的引力提供圆周运动的向心力
故有
解得:R=
显然T越大,卫星运动的轨道半径越大.由于“神州六号”载人宇宙飞船运行周期小于同步卫星的运行周期,故“神州六号”载人宇宙飞船轨道半径小于同步卫星的轨道半径.
地球表面运动的卫星有:,所以GM=gR2①
r=②
v=③
由①②③解得:v=7809.8m/s
(2)设水平向右为正,磁铁与长木板的总质量为m,根据动量守恒定律得:
mv1+mv2=mv3
3m-2m=mv3
解得:v3=1m/s,方向水平向右.
故答案为:小于,7809.8,1,水平向右.
如图所示,在光滑的水平面上停有一辆小车,上面站着一个人,人和车的总质量为M,人手上拿一个质量为m的小球,假如人将小球以相对于车的速度v0水平抛出.求:
(1)小球抛出后小车的速度.
(2)抛出小球的过程中人对小球的冲量.
(3)抛出小球的过程中人对小球所做的功.
正确答案
解:(1)对人和车及小球组成的系统,在抛球过程中动量守恒.设小球抛出后人和车的速度为为v
则:MV+m(v+v0)=0
解得:(“-”号表示v的速度方向与v0相反)
(2)以地面为参考系,小球运动的速度为:
则小球的动量改变为△P=mv′
由动量定理可知:抛出小球过程中人对小球的冲量为:I=
(3)小球离开人手飞出的动能为:
由动能定理可知,人抛出小球过程中对小球所做的功为:W=△EK=
答:(1)小球抛出后小车的速度是.
(2)抛出小球的过程中人对小球的冲量是.
(3)抛出小球的过程中人对小球所做的功是.
解析
解:(1)对人和车及小球组成的系统,在抛球过程中动量守恒.设小球抛出后人和车的速度为为v
则:MV+m(v+v0)=0
解得:(“-”号表示v的速度方向与v0相反)
(2)以地面为参考系,小球运动的速度为:
则小球的动量改变为△P=mv′
由动量定理可知:抛出小球过程中人对小球的冲量为:I=
(3)小球离开人手飞出的动能为:
由动能定理可知,人抛出小球过程中对小球所做的功为:W=△EK=
答:(1)小球抛出后小车的速度是.
(2)抛出小球的过程中人对小球的冲量是.
(3)抛出小球的过程中人对小球所做的功是.
如图所示,在光滑的水平面上有质量相等的木块A和木板B,木块A以速度v0向左滑上静止的木板B的水平上表面,木板B上表面光滑,木板左端固定一轻质弹簧.当木块A碰到木板B左侧的弹簧至压缩的过程中,下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:A、C、滑块与木板发生弹性碰撞,动量守恒;当滑块与长木板速度相等时,弹簧的压缩量最大;此后弹簧要恢复原状,木板进一步加速,木块进一步减速,故A错误,C错误;
B、当滑块与长木板速度相等时,弹簧的压缩量最大;
根据动量守恒定律,有:mv0=(m+m)v ①
系统机械能守恒,根据守恒定律,有:Ep=m•
-
•(m+m)•v2 ②
由①②两式解得:v=,Ep=
m
;
故木块速度减小,木板速度增加
,故B正确;
D、木板和木块弹性碰撞,质量相等;
当弹簧由压缩恢复至原长时,整个系统动能恢复初始值,木板和木块动量交换,即木块A的速度减为零,故D错误;
故选B.
沿水平方向以速度V飞行的子弹,恰能射穿竖直方向靠在一起的四块完全相同的木板,若子弹可看成质点,子弹在木板中受到的阻力恒定不变,则子弹在射穿第一块木板后的速度大小为( )
正确答案
解析
解:设子弹所受的阻力大小为f,每块木板的厚度为d.
子弹射穿四块木板的过程中,只有阻力做功,根据动能定理,有:
-f(4d)=0- ①
对于射穿第一块木板的过程,根据动能定理,有:
-fd=-
②
联立①②解得,v′= ③
故选:C
如图所示,在沙堆表面放置一长方形木块A,其上面再放一个质量为m=0.10kg的爆竹B,木块的质量为M=6.0kg.当爆竹爆炸时,因反冲作用使木块陷入沙中深度h=5cm,而木块所受的平均阻力为f=80N.若爆竹的火药质量以及空气阻力可忽略不计,g取10m/s2,则爆竹能上升的最大高度为.( )
正确答案
解析
解:爆竹爆炸瞬间,设木块获得的瞬时速度v,可由牛顿第二定律和运动学公式得:
f-Mg=Ma,a==
m/s2,
v==
m/s.
爆竹爆炸过程中,爆竹木块系统动量守恒,则
Mv-mv0=0.
得 v0==
m/s=20
m/s
故爆竹能上升的最大高度为h==60 m.
故选A
扫码查看完整答案与解析