- 动量守恒定律
- 共5880题
如图所示是一种弹射装置,弹丸的质量为m,底座的质量M=3m,开始时均处于静止状态,当弹簧释放将弹丸以对地速度v发射出去后,底座反冲速度的大小为
,则摩擦力对底座的冲量为( )
正确答案
解析
解:设向左为正方向,对弹丸,根据动量定理:I=mv
力的作用是相互的,则弹丸对底座的作用力的冲量为:-mv,
对底座,根据动量定理:If+(-mv)=-3m•
得:If=+,正号表示负方向向左;
故选:B.
两辆质量相同的小车,置于光滑的水平面上,有一人静止在小车A上,两车静止,如图所示.这个人从A车跳到B车上,接着又从B车跳回A车并与A车保持相对静止,则有( )
正确答案
解析
解:设人的质量为m,小车的质量均为M,人来回跳跃后人与A车的速度为v1,B车的速度为v2,人与两车组成的系统水平方向动量守恒.以人与两车组成的系统为研究对象,以向右为正方向,由动量守恒定律得:(M+m)v1+Mv2=0
解得:v1=-v2<-v2,符号表示两车速度方向相反;
A、由于B车有向右的速度,B的动量水平向右,而人、A车、B车系统动量守恒,系统初动量为零,B的动量向右,则A的动量向左,A的速度不为零,故A错误;
B、v1=-v2<-v2,即A才的速率小于B车的速率,故B正确;
C、人、A、B三者组成的系统动量守恒,三者的总动量为零,A、B两车组成的系统动量不守恒,两车总动量不为零,故CD错误;
故选:B.
D、
如图所示,光滑的水平面上有两块相同的长木板A和B,长均为l=0.5m,在B的右端有一个可以看作质点的小铁块C,三者的质量都为m,C与A、B间的动摩擦因数都为μ.现在A以速度ν0=6m/s向右运动并与B相碰,撞击时间极短,碰后A、B粘在一起运动,而C可以在A、B上滑动,问:如果μ=0.5,则C会不会掉下地面?(g=10m/s2)
正确答案
解析
解:设A、B碰撞后共同速度为v1,若C不滑下来,设A、B、C相对静止时速度为v2,C在AB上滑行的距离为s.
对于AB碰撞过程,以AB组成的系统,取向右方向为正方向,由动量守恒得:mv0=2mv1
解得:v1==
m/s=3m/s
对于A、B、C组成的系统,由动量守恒得:mv0=3mv2
解得:v2==
m/s=2m/s
根据系统的能量守恒得:
解得:s==
m=0.6m
因为s<2L=1m,所以C不会掉下去.
答:如果μ=0.5,则C不会掉下来.
如图,可视为质点的小物块质量m=1kg,长木板M=3kg、长度L=8m.初始m位于M最左端,M和m一起以V0=4m/s向右运动,光滑平面ab间距离足够长,M、m间动摩擦因数μ=0.4,M与b处固定障碍物碰撞时为弹性碰撞,作用时间极短,M与a处固定障碍物碰撞后粘在一起.在a的上方有一个光滑的半圆轨道,半径R=1.6m.g=10m/s2,求:
(1)若M与b碰撞后,M、m达到共同速度,求共同速度的大小;
(2)求m与b点的最小距离;
(3)若ab间距离为13m,M与a碰撞瞬间,给m一个瞬时冲量,m的速度变为Vm,之后m能经过半圆最高点后落回在长木板上,求Vm的范围.
正确答案
解:(1)对M、m系统,以水平向左为正方向,由动量守恒定律得:
MV0-mV0=(M+m)V共,
代入数据解得;
(2)M与b碰后,m向右减速为零时,与b点距离最小,
对m:,
m向右减速过程的位移:,
m与b的最小距离为:sab=L-sm=8-2m=6m.
(3)M与b碰后,假设M与a碰前M、m能达到共同速度,
对M、m系统:
对M,此过程位移为:,
解得:S相对=6m<8m,SM=4.5m<13m-8m=5m,假设成立;
M与a相碰黏在一起,依题意
运动至半圆最高点过程:,
在半圆最高点:,
小球从最高点开始做平抛运动,落在木板上,满足
,Vt≤L.
代入数据解得:.
答:(1)共同速度大小为2m/s;
(2)m与b点的最小距离为6m;
(3)Vm的范围为.
解析
解:(1)对M、m系统,以水平向左为正方向,由动量守恒定律得:
MV0-mV0=(M+m)V共,
代入数据解得;
(2)M与b碰后,m向右减速为零时,与b点距离最小,
对m:,
m向右减速过程的位移:,
m与b的最小距离为:sab=L-sm=8-2m=6m.
(3)M与b碰后,假设M与a碰前M、m能达到共同速度,
对M、m系统:
对M,此过程位移为:,
解得:S相对=6m<8m,SM=4.5m<13m-8m=5m,假设成立;
M与a相碰黏在一起,依题意
运动至半圆最高点过程:,
在半圆最高点:,
小球从最高点开始做平抛运动,落在木板上,满足
,Vt≤L.
代入数据解得:.
答:(1)共同速度大小为2m/s;
(2)m与b点的最小距离为6m;
(3)Vm的范围为.
平静的水面上,有一个质量M=130kg的小船浮于水面,船上一个质量m=70kg的人匀速从船头向船尾走了4m,不计水的阻力,则人相对水面走了______m.
正确答案
2.6
解析
解:船和人组成的系统,在水平方向上动量守恒,人在船上行进,船向右退,取人行走的方向为正方向,则根据动量守恒有:
mv-MV=0.
人从船头走到船尾,设船后退的位移大小为x,则人相对于岸的位移大小为L-x.所用时间为t,则:
v=,V=
,
由以上两式得:m=M
解得:x=
故人相对于岸的位移大小为为 L-x==
m=2.6m
故答案为:2.6
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