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题型:简答题
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简答题

如图所示,光滑水平面轨道上有三个木块,A、B、C,质量分别为mA=mc=2m,mB=m,A、B用细绳连接,中间有一压缩的弹簧 (弹簧与滑块不栓接).开始时A、B以共同速度v0运动,C静止.某时刻细绳突然断开,A、B被弹开,然后B又与C发生碰撞并粘在一起,最终三滑块速度恰好相同.

求:(1)B与C碰撞前B的速度;

(2)绳断前弹簧的弹性势能.

正确答案

解:(1)设共同速度为v,球A和B分开后,B的速度为vB,绳子断裂过程A、B系统动量守恒,

以向右为正方向,由动量守恒定律得:(mA+mB)v0=mAv+mBvB,mBvB=(mA+mB)v,

解得,B和C碰撞前B的速度为:vB=v0

(2)由能量守恒定律得:EP=•2mv2+mvB2-•3mv02,解得:EP=

答:(1)B与C碰撞前B的速度v0

(2)绳断前弹簧的弹性势能为

解析

解:(1)设共同速度为v,球A和B分开后,B的速度为vB,绳子断裂过程A、B系统动量守恒,

以向右为正方向,由动量守恒定律得:(mA+mB)v0=mAv+mBvB,mBvB=(mA+mB)v,

解得,B和C碰撞前B的速度为:vB=v0

(2)由能量守恒定律得:EP=•2mv2+mvB2-•3mv02,解得:EP=

答:(1)B与C碰撞前B的速度v0

(2)绳断前弹簧的弹性势能为

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题型:简答题
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简答题

如图所示,一对杂技演员(都视为质点)乘秋千(秋千绳处于水平位置)从A点由静止出发绕O点下摆,当摆到最低点B时,女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出,然后自已刚好能回到高处A.求男演员落地点C 与O 点的水平距离s.已知男演员质量m1,和女演员质量m2之比=2,秋千的质量不计,秋千的摆长为R,C 点比O 点低5R.

正确答案

解:两演员一起从从A点摆到B点,只有重力做功,机械能守恒定律,设总质量为m,则

mgR=mv2   ①

女演员刚好能回到高处,机械能依然守恒

m2gR=m2v12   ②

女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出,两演员系统动量守恒

(m1+m2)v=-m2v1+m1v2   ③

根据题意

=2      ④

 有以上四式解得

v2=2

接下来男演员做平抛运动

由4R=gt2,得t=

因而

s=v2t=8R;

即男演员落地点C 与O 点的水平距离s为8R.

解析

解:两演员一起从从A点摆到B点,只有重力做功,机械能守恒定律,设总质量为m,则

mgR=mv2   ①

女演员刚好能回到高处,机械能依然守恒

m2gR=m2v12   ②

女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出,两演员系统动量守恒

(m1+m2)v=-m2v1+m1v2   ③

根据题意

=2      ④

 有以上四式解得

v2=2

接下来男演员做平抛运动

由4R=gt2,得t=

因而

s=v2t=8R;

即男演员落地点C 与O 点的水平距离s为8R.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,质量为m的木块放在质量为M的长木块中央,木块与长木板间的动摩擦因数为μ,木块和长木块一起放在光滑水平面上,并以速度v向右运动.要使木块和长木板都停下来,可以在木板上作用一时间极短的水平冲量.试求:

(1)木板受到冲量瞬间获得的速度的大小和方向如何?

(2)此水平冲量的大小和方向如何?

(3)要使木块不从长木板上掉下来,长木板的长度要满足什么条件才行?

正确答案

解:(1)木板受到冲量瞬间获得的速度方向应向左,设大小为v1

以向右为正方向,根据动量守恒定律有:mv-Mv1=0,解得:v1=

(2)设此水平冲量的大小为I,根据动量定理有:I=Mv1-(-Mv)=(M+m)v,方向水平向左.

(3)设木块不从长木板上掉下来,长木板的最小长度为L,

根据能量守恒定律得:μmg=Mv12+mv2,解得:L=

要使木块不从长木板上掉下来,长木板的长度要满足什么条件是:L≥

答:(1)木板受到冲量瞬间获得的速度的大小为,方向:水平向左;

(2)此水平冲量的大小为:(M+m)v,方向:水平向左;

(3)要使木块不从长木板上掉下来,长木板的长度要满足的条件是:L≥

解析

解:(1)木板受到冲量瞬间获得的速度方向应向左,设大小为v1

以向右为正方向,根据动量守恒定律有:mv-Mv1=0,解得:v1=

(2)设此水平冲量的大小为I,根据动量定理有:I=Mv1-(-Mv)=(M+m)v,方向水平向左.

(3)设木块不从长木板上掉下来,长木板的最小长度为L,

根据能量守恒定律得:μmg=Mv12+mv2,解得:L=

要使木块不从长木板上掉下来,长木板的长度要满足什么条件是:L≥

答:(1)木板受到冲量瞬间获得的速度的大小为,方向:水平向左;

(2)此水平冲量的大小为:(M+m)v,方向:水平向左;

(3)要使木块不从长木板上掉下来,长木板的长度要满足的条件是:L≥

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题型: 单选题
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单选题

质量为M的大炮,沿水平方向发射一颗质量为m的炮弹,在炮身固定不动和可以自由反冲两种情况下,炮弹的速度之比为(  )

A

B

C

D

正确答案

D

解析

解:设在炮身固定不动和可以自由反冲两种情况下,炮弹的速度分别为v1和v2

在炮身可以自由反冲的情况下,炮身反冲的速度大小为v3.取炮弹的速度方向为正方向,根据动量守恒得:

   0=mv2-Mv3

又根据能量守恒得:=+

联立以上两式解得:v1:v2=:1

故选:D

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题型:填空题
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填空题

如图所示,滑块Q右侧面是半径为1m的四分之一圆周长的光滑表面,其底端B水平,质量为5kg.另一可视为质点的小滑块P,质量为1kg,它以v0=12m/s的速度从Q底端B处滑入,水平面光滑,则当P滑到Q的顶端A时,滑块Q的速度vQ=______;滑块P的动能Ek=______.(取g=10m/s2

正确答案

2m/s

52J

解析

解:对滑块P和Q组成的系统,根据水平方向的动量守恒得:

mPv0=(mP+mQ)vQ

得:vQ==m/s=2m/s

根据系统的机械能守恒定律得:

=Ek++mPgR;

得:Ek=--mPgR=--1×10×1=52J

故答案为:2 m/s,52J.

下一知识点 : 动量守恒定律的应用
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