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题型:简答题
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简答题

如图所示,质量均为m的小车与木箱紧挨着静止在光滑的水平冰面上,质量为2m的工人站在小车上用力向右迅速推出木箱后,木箱相对于冰面运动的速度大小为v,木箱与右侧竖直墙壁发生弹性碰撞,反弹后被工人接住,求整个过程中工人对木箱做的功.

正确答案

解:规定向左为正方向,由动量守恒定律可得:

推出木箱的过程中,(m+2m)v1-mv=0,

接住木箱的过程中,mv+(m+2m)v1=(m+m+2m)v2

工人对木箱做功为W,则

代入数据解得W=

答:整个过程中工人对木箱做的功为

解析

解:规定向左为正方向,由动量守恒定律可得:

推出木箱的过程中,(m+2m)v1-mv=0,

接住木箱的过程中,mv+(m+2m)v1=(m+m+2m)v2

工人对木箱做功为W,则

代入数据解得W=

答:整个过程中工人对木箱做的功为

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题型:填空题
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填空题

甲、乙两物体质量相等,并排静止在光滑的水平面上,现用一水平外力F推动甲物体,同时给乙一个与F同方向的瞬时冲量I,使两物体开始运动,当两物体重新相遇时,经历的时间为______甲的动量为______

正确答案

2I

解析

解:相遇时两物位移s相同,

对甲:s=at2=•t2

对乙:S=vt•t,

解得:t=

甲的动量:p=Ft=2I;

故答案为:;2I.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,弹枪AA′离竖直墙壁BC距离为X,质量m1=0.5kg的“愤怒的小鸟”从弹枪上A′点弹出后,抛射至光滑圆弧轨道最低点C点,A′C的竖直高度差y=1.8m.“小鸟”在C处时,速度恰好水平地与原来静止在该处的质量为m2=0.3kg的石块发生弹性碰撞,碰后石块沿圆弧轨道上滑,圆弧轨道半径R=0.5m,石块恰好能通过圆弧最高点D,之后无碰撞地从E点离开圆弧轨道进入倾斜轨道MN(无能量损失),且斜面MN的倾角θ=37°,∠EOD=37°,石块沿斜面下滑至P点与原来藏在该处的“猪头”发生碰撞并击爆它,石块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,PE之间的距离S=0.5M.已知“小鸟”、石块、“猪头”均可视为质点,重力加速度g=10m/s2,空气阻力忽略不计(sin37°=0.6,cos37°=0.8).求:

(1)石头在D点的速度是多少;

(2)石块与“猪头”碰撞时的速度大小;

(3)“小鸟”与石块相碰之前离斜面MN的最近距离.

正确答案

解:(1)石块恰好过圆弧最高点D,由牛顿第二定律得:m2g=m2

代入数据解得:vD=m/s;

(2)设石块在P点与“猪头”碰撞时的速度为vP,石块从D至P的过程,由动能定理得:

m2g[(1-cosθ)R+s•sinθ]-μm2gcosθ•s=m2vP2-m2vD2

代入数据解得:vP=3m/s;

(3)设石块在C点碰后的速度为vC,石块从C至D的过程,

由动能定理可知:-m2g•2R=m2vD2-m2vC2

代入数据解得:vC=5m/s,

设“小鸟”与石块碰前的速度为v,碰后速度为v′,在碰撞过程系统动量守恒,以小鸟的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:

m1v=m1v′+m2vC

由机械能守恒定律得:m1v2=m1v′2+m2vC2

代入数据解得:v=4m/s;

将“小鸟”从A′至C的运动可逆向视为从C至A′的平抛运动,设历时t,“小鸟”的速度与A′C连线平行,

由:vy=gt  vx=v,tanθ=,联解可得:t=0.3s,

此时“小鸟”离A′C连线的距离设为h,

h=sinθ,x′=vt,

则“小鸟”离斜面MN最近的距离为:△h,

△h=(1+cosθ)R-h,解得:△h=0.54m;

答:(1)石头在D点的速度是m/s;

(2)石块与“猪头”碰撞时的速度大小为3m/s;

(3)“小鸟”与石块相碰之前离斜面MN的最近距离0.54m.

解析

解:(1)石块恰好过圆弧最高点D,由牛顿第二定律得:m2g=m2

代入数据解得:vD=m/s;

(2)设石块在P点与“猪头”碰撞时的速度为vP,石块从D至P的过程,由动能定理得:

m2g[(1-cosθ)R+s•sinθ]-μm2gcosθ•s=m2vP2-m2vD2

代入数据解得:vP=3m/s;

(3)设石块在C点碰后的速度为vC,石块从C至D的过程,

由动能定理可知:-m2g•2R=m2vD2-m2vC2

代入数据解得:vC=5m/s,

设“小鸟”与石块碰前的速度为v,碰后速度为v′,在碰撞过程系统动量守恒,以小鸟的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:

m1v=m1v′+m2vC

由机械能守恒定律得:m1v2=m1v′2+m2vC2

代入数据解得:v=4m/s;

将“小鸟”从A′至C的运动可逆向视为从C至A′的平抛运动,设历时t,“小鸟”的速度与A′C连线平行,

由:vy=gt  vx=v,tanθ=,联解可得:t=0.3s,

此时“小鸟”离A′C连线的距离设为h,

h=sinθ,x′=vt,

则“小鸟”离斜面MN最近的距离为:△h,

△h=(1+cosθ)R-h,解得:△h=0.54m;

答:(1)石头在D点的速度是m/s;

(2)石块与“猪头”碰撞时的速度大小为3m/s;

(3)“小鸟”与石块相碰之前离斜面MN的最近距离0.54m.

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题型: 单选题
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单选题

如图(a)所示,在光滑水平面上轻弹簧两端固定小球A、B,质量比为mA:mB=1:2,用细线栓连使弹簧处于压缩状态.现将细线烧断,小球A、B在弹力作用下做往复运动.以向左为速度的正方向,A球的v-t图象如图(b)所示,则B球对应的v-t图象正确的是(  )

A

B

C

D

正确答案

D

解析

解:以A、B两球组成的系统为研究对象,系统动量守恒,以向左为正方向,由动量守恒定律得:

mAvA+mBvB=0,

解得:vB=-vA=-vA

则B的速度与A的速度方向相反,B的速度大小是A的速度大小的一半,

A球的v-t图象如图(b)所示,则B球对应的v-t图象正确的是D;

故选:D.

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题型: 多选题
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多选题

匀强磁场中有一个静止的氮核N,被与磁场方向垂直、速度为v的α粒子击中形成复合核,然后沿跟α粒子的入射方向相反的方向释放出一个速度也为v的质子,则(  )

A质子与反冲核的动能之比为17:25

B质子与反冲核的动量大小之比为1:5

C质子与反冲核的动量大小之比为8:17

D质子与反冲核在磁场中旋转频率之比为17:8

正确答案

A,B,D

解析

解:A、该过程的核反应方程为:He+N→H+0,

α粒子撞击714N核形成复合核过程,遵循动量守恒定律,规定α粒子速度方向为正方向,

mav=-mHv+mOv′

解得:反冲核速度v′=

质子与反冲核的动能之比为=17:25,故A正确;

B、质子与反冲核的动量大小之比为=1:5,故B正确,C错误;

D、质子与反冲核在磁场中旋转周期T=,频率f=

频率之比为=17:8,故D正确;

故选:ABD.

下一知识点 : 动量守恒定律的应用
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