- 动量守恒定律
- 共5880题
如图所示:在水平面上放置质量为M=800g的木块,一质量为m=50g的子弹以v0=170m/s的水平速度射入木块,最终与木块一起运动,若木块与地面间的动摩擦因数μ=0.2,求木块在地面上滑行的距离.(g取10m/s2)
正确答案
解:在子弹射入木块的过程中子弹和木块组成的系统满足动量守恒,所以有:
mv0=(m+M)v
可得子弹和木块的共同速度v==
=10m/s
子弹射入木块后,以整体为研究对象,在地面滑行过程中有摩擦力对研究对象所做功等于此过程中整体动能的变化即:
所以=
=25m.
答:木块在地面上滑行的距离为25m.
解析
解:在子弹射入木块的过程中子弹和木块组成的系统满足动量守恒,所以有:
mv0=(m+M)v
可得子弹和木块的共同速度v==
=10m/s
子弹射入木块后,以整体为研究对象,在地面滑行过程中有摩擦力对研究对象所做功等于此过程中整体动能的变化即:
所以=
=25m.
答:木块在地面上滑行的距离为25m.
甲、乙两球在光滑水平轨道上向同方向运动,已知它们的动量分别是p甲=5kg•m/s,p乙=7kg•m/s,甲从后面追上乙并发生正碰,碰后乙球的动量变为p′乙=10kg•m/s.则两球质量m甲与m乙之间的关系可能是下面哪几种( )
正确答案
解析
解:设P甲=5kg•m/s,P乙=7kg•m/s,P甲<P乙,
甲从后面追上乙并发生碰撞,说明甲的速度大于乙的速度,
即v甲>v乙,
得:>
得小球质量之比:<
,
设两球发生的是弹性碰撞,则碰撞过程动量守恒并且机械能守恒,
以两球组成的系统为研究对象,以甲求的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
P1+P2=P1′+P2′…①,
物体动能与动量大小的关系为:EK=,
由机械能守恒定律得:+
≥
+
…②,
由①②解得:≤
;
如果两球碰撞为完全非弹性碰撞,碰后二者速度大小相等,
由于p=mv,v=,则碰撞后:
≤
…③
由①③解得:≥
;
综上所述,两小球的质量间的关系必须满足≤
≤
;
故选:C.
如图所示,质量为mB的平板车B的上表面水平,开始时平板车静止在光滑水平面上,在其左端静止着一块质量为mA的物块A,一颗质量为m0的子弹以水平初速度v0射入物块A,射穿A后子弹的速度变为v.已知子弹与物块A的相互作用时间极短,A、B之间接触面粗糙,A与B最终达到相对静止.求:
(1)子弹射穿物块A的瞬间物块A的速率vA.
(2)平板车B和物块A的最终速度v共.(车身足够长)
正确答案
解:(1)子弹穿过物体A的过程中,对子弹和物体A组成的系统,取向右为正方向,由动量守恒定律得,
m0v0=m0v+mAvA
解得:vA=
(2)对物块A和平板车B,由动量守恒定律得,
mAvA=(mA+mB)v共
解得:v共==
.
答:
(1)子弹射穿物块A的瞬间物块A的速率vA为.
(2)平板车B和物块A的最终速度v共为.
解析
解:(1)子弹穿过物体A的过程中,对子弹和物体A组成的系统,取向右为正方向,由动量守恒定律得,
m0v0=m0v+mAvA
解得:vA=
(2)对物块A和平板车B,由动量守恒定律得,
mAvA=(mA+mB)v共
解得:v共==
.
答:
(1)子弹射穿物块A的瞬间物块A的速率vA为.
(2)平板车B和物块A的最终速度v共为.
如图所示,一质量m1=0.45kg的平顶小车静止在光滑的水平轨道上.车顶右端放一质量m2=0.4kg的小物体,小物体可视为质点.现有一质量m0=0.05kg的子弹以水平速度v0=100m/s射中小车左端,并留在车中,已知子弹与车相互作用时间极短,小物体与车间的动摩擦因数为μ=0.5,最终小物体以5m/s的速度离开小车.g取10m/s2.求:
①子弹从射入小车到相对小车静止的过程中对小车的冲量大小.
②小车的长度.
正确答案
解:①子弹进入小车的过程中,子弹与小车组成的系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得:
m0v0=(m0+m1)v1,
代入数据解得:v1=10m/s,
对小车,由动量定理有:I=m1v1=0.45×10=4.5N•s;
②三物体组成的系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律有:
(m0+m1)v1=(m0+m1)v2+m2v,
设小车长为L,由能量守恒有:
μm2gL=(m0+m1)v12-
(m0+m1)v22-
m2v2,
代入数据解得:L=5.5m;
答:①子弹从射入小车到相对小车静止的过程中对小车的冲量大小为4.5N•s.
②小车的长度为5.5m.
解析
解:①子弹进入小车的过程中,子弹与小车组成的系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得:
m0v0=(m0+m1)v1,
代入数据解得:v1=10m/s,
对小车,由动量定理有:I=m1v1=0.45×10=4.5N•s;
②三物体组成的系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律有:
(m0+m1)v1=(m0+m1)v2+m2v,
设小车长为L,由能量守恒有:
μm2gL=(m0+m1)v12-
(m0+m1)v22-
m2v2,
代入数据解得:L=5.5m;
答:①子弹从射入小车到相对小车静止的过程中对小车的冲量大小为4.5N•s.
②小车的长度为5.5m.
速度沿水平方向的子弹击中放在光滑水平地面上原静止的木块,并嵌入其中,这个过程中( )
正确答案
解析
解:A、子弹和木块组成的系统合外力为零,系统的动量守恒.故A正确.
B、由于系统克服阻力做功,要产生内能,系统的机械能将减小.故B错误.
C、D设木块的质量为M,子弹的质量为m,子弹与木块间的作用力大小为f,子弹的初速度为v0,
若木块不粘牢在地面上,根据能量守恒得
fd1=-
①
若把木块粘牢在地面上,则有
fd2= ②
由①②对照得知,若把木块粘牢在地面上,子弹进入木块的深度比木块不固定时进入的深度大些.故C正确,D错误.
故选AC
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