动量守恒定律_章节学习

1

题型：填空题

|

填空题

如图所示，光滑的水平面上静止着半径相同的三个小球A、B、C，其中小球A、C的质量分别为mA=m、mC=4m．现使A以初速v0沿B、C的连线方向向B运动，求B球的质量M为何值时，才能使C球碰撞后的速度最大？（已知A、B、C之间的碰撞均为弹性碰撞）

正确答案

解析

解：以碰撞前A球的速度方向为正，A球与B球发生弹性碰撞，设碰撞后的速度分别为v1和v2，

根据A球与B球动量守恒得：

mv0=mv1+Mv2

由能量守恒定律和得：

m=m+M

解得：v2=；

B球与C球发生弹性碰撞，设碰撞后的速度分别为v′2和v3，

由能量守恒定律得：

M=M+×（4m）

规定碰撞前A球的速度方向为正，由动量守恒定律得

Mv2=Mv′2+4mv3

解得：v3=

故C球碰撞后的速度v3=

由数学关系解得M==2m时，C球碰撞后的速度最大．

答：B球的质量M=2m时，才能使C球碰撞后的速度最大．

1

题型：简答题

|

简答题

[物理一选修3-5]

（1）雷蒙德•戴维斯因研究来自太阳的电子中微子（ve）而获得了2002年度诺贝尔物理学奖．他在探测中微子过程中所涉及的一个核反应方程式为：ve+→+，己如核的质量为36.95658u；核的质量为36.95691u，的质量为0.00055u，1u质量对应的能量为931.5MeV．根据以上数据，可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量为______MeV

（2）如图所示，质量为m=1kg的滑块，以v0=5m/s的水平初速度滑上静止在光滑水平面上的平板小车，小车质量M=4kg，小车与右边的墙壁发生弹性碰撞后以等大反向的速度被反弹回来，在小车与墙壁碰撞前后各有一次滑块和小车相对静止的状态，求：

①与墙壁碰撞前滑块与小车的共同速度v1大小；

②与墙壁碰撞后滑块与小车的共同速度v2大小．

正确答案

解：（1）反应过程需要能量为：E=mc2=（36.95691u+0.00055u-36.95658u）c2

根据l u质量对应的能量为931.5MeV，得：E≈0.82MeV，所以中微子的能量最小为0.82MeV，

（2）①根据动量守恒定律：mv0=（m+M）v1

②根据动量守恒定律Mv1-mv1=（m+M）v2

故答案为：（1）0.82

（2）①与墙壁碰撞前滑块与小车的共同速度v1大小是1m/s；

②与墙壁碰撞后滑块与小车的共同速度v2大小是0.6m/s．

解析

解：（1）反应过程需要能量为：E=mc2=（36.95691u+0.00055u-36.95658u）c2

根据l u质量对应的能量为931.5MeV，得：E≈0.82MeV，所以中微子的能量最小为0.82MeV，

（2）①根据动量守恒定律：mv0=（m+M）v1

②根据动量守恒定律Mv1-mv1=（m+M）v2

故答案为：（1）0.82

（2）①与墙壁碰撞前滑块与小车的共同速度v1大小是1m/s；

②与墙壁碰撞后滑块与小车的共同速度v2大小是0.6m/s．

1

题型：简答题

|

简答题

如图，A、B、C三个木块的质量均为m，置于光滑的水平桌面上，B、C之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与木块接触而不固连．将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把B和C紧连，使弹簧不能伸展，以至于B、C可视为一个整体．现A以初速度v0沿B、C的连线方向朝B运动，与B相碰并粘合在一起．以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使C与A、B分离．已知离开弹簧后C的速度恰好为v0．求弹簧释放的势能．

正确答案

解：（1）设碰后A、B和C的共同速度的大小为v，由动量守恒定律得：mv0=3mv，

设C离开弹簧时，A、B的速度大小为v1，由动量守恒得3mv=2mv1+mv0，解得：v1=0；

（2）设弹簧的弹性势能为EP，从细线断开到C与弹簧分开的过程中机械能守恒，有

（3m）v2+EP=（2m）v12+mv02，解得：EP=mv02 ；

答：弹簧释放的势能为mv02．

解析

解：（1）设碰后A、B和C的共同速度的大小为v，由动量守恒定律得：mv0=3mv，

设C离开弹簧时，A、B的速度大小为v1，由动量守恒得3mv=2mv1+mv0，解得：v1=0；

（2）设弹簧的弹性势能为EP，从细线断开到C与弹簧分开的过程中机械能守恒，有

（3m）v2+EP=（2m）v12+mv02，解得：EP=mv02 ；

答：弹簧释放的势能为mv02．

1

题型：简答题

|

简答题

如图所示，光滑水平直导轨上有三个滑块A、B、C，质量分别为mA=mC=2m，mB=m，A、B用细绳连接，中间有一压缩的轻弹簧（弹簧与滑块不拴接）．同时A、B以共同的速度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发生碰撞并粘合在一起，最终三滑块的速度相同．求：

（1）三滑块最终的共同速度；

（2）B与C碰撞前B的速度；

（3）细绳断开前，弹簧中的弹性势能．

正确答案

解：（1）设三者最后的共同速度为v共，取向右为正方向，由动量守恒定律得：

（2m+m）v0=（2m+m+2m）v共

解得三滑块最终的共同速度 v共=

（2）A、B被弹开的过程中，AB系统动量守恒，设弹开后AB速度分别为vA、vB，设BC碰后共同速度为v′共，由动量守恒得：

（mA+mB）v0=mAv共+mBvB

mBvB=（mB+mC）v′共

所以B与C碰撞前B的速度 vB=v0；

（3）弹簧释放的弹性势能

△Ep=2m（v0）2+m（v0）2-•3mv02=mv02

答：

（1）三滑块最终的共同速度为；

（2）B与C碰撞前B的速度为v0；

（3）细绳断开前，弹簧中的弹性势能为mv02．

解析

解：（1）设三者最后的共同速度为v共，取向右为正方向，由动量守恒定律得：

（2m+m）v0=（2m+m+2m）v共

解得三滑块最终的共同速度 v共=

（2）A、B被弹开的过程中，AB系统动量守恒，设弹开后AB速度分别为vA、vB，设BC碰后共同速度为v′共，由动量守恒得：

（mA+mB）v0=mAv共+mBvB

mBvB=（mB+mC）v′共

所以B与C碰撞前B的速度 vB=v0；

（3）弹簧释放的弹性势能

△Ep=2m（v0）2+m（v0）2-•3mv02=mv02

答：

（1）三滑块最终的共同速度为；

（2）B与C碰撞前B的速度为v0；

（3）细绳断开前，弹簧中的弹性势能为mv02．

1

题型：简答题

|

简答题

如图所示，两完全相同的小车A、B以大小相同的速度v0在光滑的水平面上相向运动，在A车上有一质量为m的小木块与A车保持相对静止，小车的质量为M，且M=2m．两小车发生碰撞后，A车立即停止，小木块滑上B车，在 B车碰墙之前与B车达到共同速度．小车B与右侧的墙壁发生完全弹性碰撞后很快与小木块一起向左运动．求它们一起向左运动的速度大小．

正确答案

解：设碰后B车与木块一起向右运动的速度大小为v1，B车与木块一起向左运动的速度大小为v2，取向右方向为正方向．

对于B与墙碰撞前的过程，A、B和木块组成的系统动量守恒，则得：（M+m）v0-Mv0=（M+m）v1；

对于B与墙碰撞前的过程，B和木块组成的系统动量守恒，则得：Mv1-mv1=（M+m）v2；

又由题意 M=2m

联立解得：

答：它们一起向左运动的速度大小是．

解析

解：设碰后B车与木块一起向右运动的速度大小为v1，B车与木块一起向左运动的速度大小为v2，取向右方向为正方向．

对于B与墙碰撞前的过程，A、B和木块组成的系统动量守恒，则得：（M+m）v0-Mv0=（M+m）v1；

对于B与墙碰撞前的过程，B和木块组成的系统动量守恒，则得：Mv1-mv1=（M+m）v2；

又由题意 M=2m

联立解得：

答：它们一起向左运动的速度大小是．

热门试卷

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析