- 动量守恒定律
- 共5880题
如图所示,质量mB=2kg的平板车B上表面水平,开始时静止在光滑水平面上,在平板车左端静止着一块质量mA=2kg的物块A,一颗质量m0=0.01kg的子弹以v0=600m/s的水平初速度瞬间射穿A后,速度变为v=200m/s.已知A与B之间的动摩擦因数不为零,且A与B最终达到相对静止,则系统产生的热量为多少?
正确答案
解:子弹、物块A和平板车B组成的系统动量守恒,以向右为正方向,全过程,由动量守恒定律得:
m0v0=m0v+(mA+mB)vB,
解得vB=1m/s,
系统产生的热量等于系统机械能的减少量,由能量守恒定律得:
Q=△E=m0v
-
(mA+mB)v
-
m0v2,
代入数据解得:Q=1598J.
答:系统产生的热量为1598J.
解析
解:子弹、物块A和平板车B组成的系统动量守恒,以向右为正方向,全过程,由动量守恒定律得:
m0v0=m0v+(mA+mB)vB,
解得vB=1m/s,
系统产生的热量等于系统机械能的减少量,由能量守恒定律得:
Q=△E=m0v
-
(mA+mB)v
-
m0v2,
代入数据解得:Q=1598J.
答:系统产生的热量为1598J.
一列车沿平直轨道以速度v0匀速前进,途中最后一节质量为m的车厢突然脱钩,若前部列车的质量为M,脱钩后牵引力不变,且每一部分所受摩擦力均正比于它的重力,则当最后一节车厢滑行停止的时刻,前部列车的速度为( )
正确答案
解析
解:因整车匀速运动,所受体合外力为零,系统动量守恒,
以列车的速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
(M+m)v0=Mv,
解得:v=;
故选:B.
光滑绝缘的水平地面上方有界空间内存在匀强电场,场强为E,电场宽度为x0,左边界有一固定的绝缘墙壁,如题9图所示,质量为3m和m的A、B两小球静置于地面的同一水平轨道上,电场线与轨道平行,B球处于电场的右边界处,A球距离墙壁为kx0(0<k<1),A、B两球带正电,电量分别为3q和q;今由静止同时释放两球,问(已知所有碰撞机械能均不损失,小球电量不转移,忽略两球的库仑力作用)
(1)A球第一次与墙壁碰时B球的速度大小;
(2)要使A球第一次向右运动过程中就能与B球相碰,求k满足的条件?
(3)若A球第一次向右运动到速度为0时恰与B球相碰,求A、B第一次碰后到第二次碰前两球的最大间距?
正确答案
解:(1)在电场内运动时两球的加速度:,
…①
A球第一次与墙壁碰时两球速度相等为v,v2-0=2aAkx0…②
由①②式得
(2)A球与墙壁第一次碰后到A、B相遇用时为t,两球加速度为a
有:xB-xA=(1-k)x0…③
…④
…⑤
…⑥
由③④⑤⑥得:
(3)A球第一次向右运动到速度为0时恰与B球相碰,即
相碰时,B球的速度 …⑦
B与A相碰:mv‘=mvB+3mvA…⑧
…⑨
由⑧⑨得
当A第二次到墙壁时,两球距离最远;A从碰后到墙壁用时t'
有…⑩
得
A相对B匀速运动:△xm=(vA-vB)t'=v't'
得:;
答:(1)(1)A球第一次与墙壁碰时B球的速度大小为;
(2)要使A球第一次向右运动过程中就能与B球相碰,求k满足的条件为;
(3)若A球第一次向右运动到速度为0时恰与B球相碰,A、B第一次碰后到第二次碰前两球的最大间距
解析
解:(1)在电场内运动时两球的加速度:,
…①
A球第一次与墙壁碰时两球速度相等为v,v2-0=2aAkx0…②
由①②式得
(2)A球与墙壁第一次碰后到A、B相遇用时为t,两球加速度为a
有:xB-xA=(1-k)x0…③
…④
…⑤
…⑥
由③④⑤⑥得:
(3)A球第一次向右运动到速度为0时恰与B球相碰,即
相碰时,B球的速度 …⑦
B与A相碰:mv‘=mvB+3mvA…⑧
…⑨
由⑧⑨得
当A第二次到墙壁时,两球距离最远;A从碰后到墙壁用时t'
有…⑩
得
A相对B匀速运动:△xm=(vA-vB)t'=v't'
得:;
答:(1)(1)A球第一次与墙壁碰时B球的速度大小为;
(2)要使A球第一次向右运动过程中就能与B球相碰,求k满足的条件为;
(3)若A球第一次向右运动到速度为0时恰与B球相碰,A、B第一次碰后到第二次碰前两球的最大间距
把一质量为m=0.2kg的小球放在高度h=5.0m的直杆的顶端,如图所示,一颗质量m′=0.01kg的子弹以V0=500m/s的速度沿水平方向击中小球,并穿过球心,小球落地处离杆的距离S1=20m.求子弹落地处离杆的距离S2.
正确答案
解:球被击中后做平抛运动,
平抛的时间为 t==
=1s
小球平抛的初速度为 V球==
s=20m/s,
由动量守恒定律得:m′V0=m′V0′+mV球
即 0.01×500=0.01×V0′+0.2×20,
子弹的速度为 V0′=100m/s
子弹落地处离杆的距离 S2=100×1=100m.
答:子弹落地处离杆的距离为100m.
解析
解:球被击中后做平抛运动,
平抛的时间为 t==
=1s
小球平抛的初速度为 V球==
s=20m/s,
由动量守恒定律得:m′V0=m′V0′+mV球
即 0.01×500=0.01×V0′+0.2×20,
子弹的速度为 V0′=100m/s
子弹落地处离杆的距离 S2=100×1=100m.
答:子弹落地处离杆的距离为100m.
如图所示,光滑水平面上静止放置着一辆平板车A.车上有两个小滑块B和C,A、B、C三者的质量分别是3m、2m、m.B与车板之间的动摩擦因数为μ,而C与车板之间的动摩擦因数为2μ.开始时B、C分别从车板的左、右两端同时以大小相同的初速度v0相向滑行.已知滑块B、C最后都没有脱离平板车,则车的最终速度v车是( )
正确答案
解析
解:滑块B、C最后都没有脱离平板车,说明最终三者速度相等,把ABC看成一个系统,系统不受外力,系统动量守恒,规定向右为正方向,根据动量守恒定律得:
2mv0-mv0=(3m+2m+m)v
解得v=v0,车的最终速度方向向右.
故选:B.
扫码查看完整答案与解析