- 动量守恒定律
- 共5880题
(2016•南通一模)一静止的钚核发生衰变后放出一个α粒子变成铀核.已知钚核质量为m1,α粒子质量为m2,铀核质量为m3,光在真空中的传播速度为c.
①如果放出的粒子的速度大小为v,求铀核的速度大小v′.
②求此衰变过程中释放的总能量.
正确答案
解:①钚核发生衰变后放出一个α粒子得过程中,系统动量守恒,以铀核的速度方向为正方向,根据动量守恒定律得:
m3v′-m2v=0
解得:
②质量亏损△m=m1-m2-m3
根据爱因斯坦质能方程得:
释放的总能量△E=△mc2=
答:①如果放出的粒子的速度大小为v,铀核的速度大小v′为.
②求此衰变过程中释放的总能量为.
解析
解:①钚核发生衰变后放出一个α粒子得过程中,系统动量守恒,以铀核的速度方向为正方向,根据动量守恒定律得:
m3v′-m2v=0
解得:
②质量亏损△m=m1-m2-m3
根据爱因斯坦质能方程得:
释放的总能量△E=△mc2=
答:①如果放出的粒子的速度大小为v,铀核的速度大小v′为.
②求此衰变过程中释放的总能量为.
如图所示,质量M=0.040kg的靶盒A静止水平导轨上的O点,O点左侧粗糙,动摩擦因数为μ=0.2,O点右侧(包括O点)光滑.水平轻质弹簧一端栓在固定挡板P上,另一端与靶盒A接触但未连接.Q处有一固定的发射器B,它可以瞄准靶盒发射一颗水平速度为v0=50m/s,质量m=0.010kg的弹丸,当弹丸打入靶盒A后,便留在盒内,碰撞时间极短.不计空气阻力,重力加速度为g=10m/s2,靶盒不能到达Q处.求:
Ⅰ.弹丸进入靶盒A后,弹簧的最大弹性势能为多少?
Ⅱ.靶盒在粗糙水平面上滑行的距离.
正确答案
解:(1)选取向右为正方向,弹丸进入靶盒A后,弹丸与靶盒A的共同速度设为v,由系统动量守恒得:
mv0=(m+M)v
靶盒A的速度减为零时,弹簧的弹性势能最大,由系统机械能守恒得:
Ep=(m+M)v2
代入数据解得:Ep=2.5J
(2)靶盒滑到粗糙水平面时,做匀减速运动.根据动能定理可得
代入数据得:x=25m
答:(1)弹丸进入靶盒A后,弹簧的最大弹性势能为2.5J.(2)靶盒在粗糙水平面上滑行的距离是25m.
解析
解:(1)选取向右为正方向,弹丸进入靶盒A后,弹丸与靶盒A的共同速度设为v,由系统动量守恒得:
mv0=(m+M)v
靶盒A的速度减为零时,弹簧的弹性势能最大,由系统机械能守恒得:
Ep=(m+M)v2
代入数据解得:Ep=2.5J
(2)靶盒滑到粗糙水平面时,做匀减速运动.根据动能定理可得
代入数据得:x=25m
答:(1)弹丸进入靶盒A后,弹簧的最大弹性势能为2.5J.(2)靶盒在粗糙水平面上滑行的距离是25m.
如图所示,质量为M=10kg的小车静止在光滑的水平地面上,其AB部分为半径R=0.5m的光滑
圆孤,BC部分水平粗糙,BC长为L=2m.一可看做质点的小物块从A点由静止释放,滑到C点刚好停止.已知小物块质量m=6kg,g取10m/s2求:
(1)小物块与小车BC部分间的动摩擦因数;
(2)小物块从A滑到C的过程中,小车获得的最大速度.
正确答案
解:m滑至C,根据动量守恒定律,有m、M相对静止,根据功能关系,有:
mgR=μmgL
解得:μ==
0.25
滑至B时,车速最大,规定向右为正方向,物块与车组成的系统水平方向动量守恒,有:
mv-MV=0
由动能关系:mgR=mv2+
MV2
解得:V==
=1.5m/s
答:(1)小物块与小车BC部分间的动摩擦因数为0.25;
(2)小物块从A滑到C的过程中,小车获得的最大速度1.5m/s.
解析
解:m滑至C,根据动量守恒定律,有m、M相对静止,根据功能关系,有:
mgR=μmgL
解得:μ==
0.25
滑至B时,车速最大,规定向右为正方向,物块与车组成的系统水平方向动量守恒,有:
mv-MV=0
由动能关系:mgR=mv2+
MV2
解得:V==
=1.5m/s
答:(1)小物块与小车BC部分间的动摩擦因数为0.25;
(2)小物块从A滑到C的过程中,小车获得的最大速度1.5m/s.
一质量为M的木块静止在光滑的水平面上,一颗子弹水平射击木块并留在其中,子弹质量为m,从子弹击中木块到子弹相对木块静止的过程中,子弹和木块相对地面位移分别是s1、s2,则s1:s2( )
正确答案
解析
解:设子弹射中前的速度为v0,最后子弹和木块共同的速度为v,从子弹击中木块到子弹相对木块静止的过程中,它们之间的摩擦力大小恒为f,
根据动量守恒定律有mv0=(M+m)v,
根据动能定理有fs1=,
fs2=,
联立以上三式可求出s1:s2=(M+2m):m
故选A
如图,大小相同的摆球a和b的质量分别为m和3m,摆长相同,并排悬挂,平衡时两球刚好接触,现将摆球a向左边拉开一小角度后释放,若两球的碰撞是弹性的,下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:A、两球在碰撞前后,水平方向不受外力,故水平方向两球组成的系统动量守恒,由动量守恒定律有:mv0=mv1+3mv2,两球碰撞是弹性的,故机械能守恒,即:mv02=
mv12+
3mv22,解两式得:v1=-
,v2=
,可见第一次碰撞后的瞬间,两球的速度大小相等,故A正确;
B、因两球质量不相等,故两球碰后的动量大小不相等,方向相反,故B错误;
C、两球碰后上摆过程,机械能守恒,故上升的最大高度相等,另摆长相等,故两球碰后的最大摆角相同,故C错误;
D、由单摆的周期公式T=2π可知,两球摆动周期相同,经半个周期后,两球在平衡位置处发生第二次碰撞,故D正确.
故选AD.
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