- 动量守恒定律
- 共5880题
如图所示,质量M=2kg的U型凹槽静止在光滑的水平面上,质量m=0.5kg的木块(可视为质点)从凹槽的中央以初速度v0=5m/s水平向右运动.已知木块与凹槽之间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g=10m/s2,凹槽内壁间距L=1m,木块与凹槽壁多次弹性碰撞后恰好回到凹槽的中央,并与凹槽相对静止.求整个过程中
(1)系统损失的机械能;
(2)木块与凹槽碰撞的次数.
正确答案
解:(1)设木块与凹槽的共同速度为v,由动量守恒定律
mv0=(M+m)v
系统损失的机械能为△E=mv02-
(M+m)v2
联立解得△E==5J
(2)因为△E=μmgS=μmgNL
所以N==5次
答:(1)系统损失的机械能为5J;
(2)木块与凹槽碰撞的次数为5次.
解析
解:(1)设木块与凹槽的共同速度为v,由动量守恒定律
mv0=(M+m)v
系统损失的机械能为△E=mv02-
(M+m)v2
联立解得△E==5J
(2)因为△E=μmgS=μmgNL
所以N==5次
答:(1)系统损失的机械能为5J;
(2)木块与凹槽碰撞的次数为5次.
如图所示,质量为2m的木板A静止在光滑的水平面上,其右端与固定挡板相距L,内壁光滑的弹射器利用压缩弹簧把质量为m的物块B(视为质点)水平向右弹射出去,B弹出时弹簧恰好为原长,弹出后B从A左端的上表面水平滑入木板A上,已知A足够长,弹射器弹簧储存的弹性势能为E,若A与挡板碰撞时,A、B恰好相对静止.重力加速度为g,不计空气阻力.求:A、B之间的动摩擦因数.
正确答案
解:对B弹出的过程,弹簧的弹力做功,弹性势能转化为B的动能,由动能定理得:E=
解得:v0=
B在A上运动的过程中,A与B组成的系统在水平方向满足动量守恒定律,规定向右为正方向,得:mv0=(2m+m)v
解得:v=
对A由动能定理得:μmgL=•2mv2
解得:μ=
答:A、B之间的动摩擦因数为μ=.
解析
解:对B弹出的过程,弹簧的弹力做功,弹性势能转化为B的动能,由动能定理得:E=
解得:v0=
B在A上运动的过程中,A与B组成的系统在水平方向满足动量守恒定律,规定向右为正方向,得:mv0=(2m+m)v
解得:v=
对A由动能定理得:μmgL=•2mv2
解得:μ=
答:A、B之间的动摩擦因数为μ=.
(2015秋•安徽校级月考)矩形滑块由不同材料的上、下两层粘合在一起组成,将其放在光滑的水平面上,质量为m的子弹以速度v水平射向滑块,若射击下层,子弹刚好不射出,若射击上层,则子弹刚好能射穿一半厚度,如图所示,则上述两种情况相比较,下列说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、设子弹的质量是m,初速度是v0,滑块的质量是M,选择子弹的初速度的方向为正方向,根据动量守恒知道最后物块获得的速度(最后物块和子弹的公共速度)v.则:
mv0=(m+M)v
所以:v=
可知两种情况下子弹的末速度是相同的.故A正确;
B、子弹嵌入下层或上层过程中,系统产生的热量都等于系统减少的动能,而子弹减少的动能一样多(子弹初末速度相等);物块能加的动能也一样多,则系统减少的动能一样,故系统产生的热量一样多.故B正确;
C、滑块的末速度是相等的,所以获得的动能是相同的,根据动能定理,物块动能的增量是子弹做功的结果,所以两次子弹对物块做的功一样多.故C正确;
D、子弹嵌入下层或上层过程中,系统产生的热量都等于系统减少的动能,即Q=f•s相对,由于两种情况相比较子弹能射穿的厚度不相等,即相对位移s相对不相等,所以两种情况下子弹和滑块间的水平作用力不一样大,故D错误.
本题选择错误的,故选:D
如图所示,在真空中一个光滑的绝缘的水平面上,有直径相同的两个金属球A、C.质量mA=0.01kg,mC=0.005kg.静止在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中的C球带正电,电量qC=1×10-2 C.在磁场外的不带电的A球以速度v0=20m/s进入磁场中与C球发生正碰后,C球对水平面压力恰好为零,设向右为正,则碰后A球的速度为( )
正确答案
解析
解:设A球初速度方向为正方向,设碰后A、C速度为vA和vC,由动量守恒得,
mAv0=mAvA+mCvC①
碰后,两球平均分配电荷,C球对水平面压力恰好为零,则有:
mCg=BqvC②
由①②代入数据得,vA=10m/s
故选A.
如图所示的“碰撞球”实验装置中,n个小球都用长为L的细线悬挂起来,处在同一水平高度且并排在一条直线上,相邻两球的间隙很小.已知各小球间的质量关系为m1:m2:m3:…:mn=1:(
):(
)2:…:(
)n-1,各小球间的碰撞无机械能损失,重力加速度为g,初始时,将左边的小球1向左拉离60°角后由静止释放.试求:
(1)小球1碰撞小球2之前的速度v1的大小;
(2)在1、2两球碰撞后的瞬间,小球2的速度v2的大小;
(3)若在相邻两个小球都完成一次碰撞后,小球n可在竖直面内做圆周运动并能通过其正上方的最高点,n的取值至少为多大?
正确答案
解:(1)小球1碰前过程,只有重力做功,根据动能定理,有:
m1g(L-Lcos60°)=
解得:
v1=
(2)对1、2两球的碰撞过程:
m1v1=m1v1′+m2v2
解得:
v2=
(3)与1、2两球的碰撞同理,第n球被n-1球碰后:
即:=
又,在n恰过最高点时:
mng=mn
故
第n球在碰后至最高点的过程中:
解得:
结合前面vn的要求,因为:()1
<
<(
)2
,故n的取值至少为3.
答:(1)小球1碰撞小球2之前的速度v1的大小为;
(2)在1、2两球碰撞后的瞬间,小球2的速度v2的大小为;
(3)若在相邻两个小球都完成一次碰撞后,小球n可在竖直面内做圆周运动并能通过其正上方的最高点,n的取值至少为3.
解析
解:(1)小球1碰前过程,只有重力做功,根据动能定理,有:
m1g(L-Lcos60°)=
解得:
v1=
(2)对1、2两球的碰撞过程:
m1v1=m1v1′+m2v2
解得:
v2=
(3)与1、2两球的碰撞同理,第n球被n-1球碰后:
即:=
又,在n恰过最高点时:
mng=mn
故
第n球在碰后至最高点的过程中:
解得:
结合前面vn的要求,因为:()1
<
<(
)2
,故n的取值至少为3.
答:(1)小球1碰撞小球2之前的速度v1的大小为;
(2)在1、2两球碰撞后的瞬间,小球2的速度v2的大小为;
(3)若在相邻两个小球都完成一次碰撞后,小球n可在竖直面内做圆周运动并能通过其正上方的最高点,n的取值至少为3.
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