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题型: 单选题
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单选题

1928年,德国物理学家玻特用α粒子(He)轰击轻金属铍(Be)时.发现有一种贯穿能力很强的中性射线.查德威克对该粒子进行研究,进而发现了新的粒子-中子.若中子以速度v0与一质量为mN的静止氮核发生碰撞,测得中子反向弹回的速率为v1,氮核碰后的速率为v2,则中子的质量等于(  )

AmN

BmN

CmN

DmN

正确答案

B

解析

解:核反应过程中,系统动量守恒,以中子的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:

mv0=-mv1+mNv2

解得:m=,故B正确;

故选:B.

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题型: 单选题
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单选题

装好炮弹的大炮总质量为M,其中炮弹的质量为m,已知炮弹出口时对地的速度大小为v,方向与水平方向间的夹角为α,不计炮身与地面间的摩擦,则炮车后退的速度大小是(  )

A

B

C

D

正确答案

B

解析

解:炮弹离开炮口时,炮弹和炮车在水平方向受到的外力相对于内力可忽略不计,则系统在水平方向动量守恒.

取炮车后退的方向为正,对炮弹和炮车组成系统为研究,根据水平方向动量守恒有:

  (M-m)v′-mvcosα=0

解得炮车后退的速度大小:v′=

故选:B

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题型: 多选题
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多选题

如图所示,质量为M的小车AB,在A端粘有橡皮泥,在B端固定有一根轻质弹簧,弹簧的另一端靠一块质量为m的物体C,且M>m,小车原来静止于光滑水平面上,小车底板光滑,开始时弹簧处于压缩状态.当弹簧释放后,则(  )

A物体C离开弹簧时,小车一定是向右运动

B物体C与A粘合后,小车速度为零

C物体C从B向A运动过程中,小车速度与物体速度大小(对地)之比为 m:M

D物体C从B向A运动过程中,小车速度与物体速度大小(对地)之比为 M:m

正确答案

A,B,C

解析

解:A、整个系统在水平方向不受外力,竖直方向上合外力为零,则系统动量一直守恒,系统初动量为零,物体C离开弹簧时向左运动,根据系统的动量守恒定律得小车向右运动,故A正确;

B、当物体C与A粘合在一起时,ABC的速度相同,设为v,根据系统的动量守恒定律得:0=(M+m)v,得v=0,则小车的速度为0.故B正确;

CD、物体C从B向A运动过程中,取物体C的速度方向为正方向,根据系统的动量守恒定律得:0=mvC-Mv,可得=,故C正确,D错误.

故选:ABC.

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题型:简答题
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简答题

如图相距2L的A、B竖直板间有场强为E的匀强电场.中间有一条水平光滑绝缘轨道.质量m,带电+q的小球,在外力作用下静止在轨道中点P.撤去外力,小球在电场力作用下向左运动,与A板作弹性碰撞(不损失机械能,入射速度与反弹速度大小相等),但是小球每次离开A板时,其带电量变成刚与A板接触时电量的(k>l).求:

(1)小球第一次与A板碰撞时的速度大小;

(2)小球在与B板相碰之前,最多能与A板碰撞多少次?

(3)当k=2、且轨道粗糙与小球间有大小恒定的摩擦力f=时,求带电小球最后停止运动时距A板多远?

正确答案

解:(1)撤去外力,小球在电场力作用下向左运动,根据动能定理得:】

qEL=mv2

v=

(2)设小球与薄板A板碰撞n次后恰好向右运动到B板,小球每次离开A板时,其带电量变成刚与A板接触时电量的,则:

qn=

小球与薄板A板碰撞n次后向右运动从与A分离到恰好到达B板的过程中,根据动能定理可得:

-•E×2L=0-mv2

由以上几式可得:

(3)假设小球第1次弹回两板间后向右运动最远距A板距离为L1,则有:

(qE-f)L-(+f)L1=0       

即:L1=L              

假设小球第2次弹回两板间后向右运动最远距A板距离为L2,则:

(qE-f)L-2fL1-(+f)L2=0

即:L2=L          

又因此时电场力F===f,即带电小球可保持静止

带电小球最后停止运动时距A板距离是

答:(1)小球第一次与A板碰撞时的速度大小是

(2)小球在与B板相碰之前,最多能与A板碰撞次数是 

(3)当k=2、且轨道粗糙与小球间有大小恒定的摩擦力f=时,带电小球最后停止运动时距A板距离是

解析

解:(1)撤去外力,小球在电场力作用下向左运动,根据动能定理得:】

qEL=mv2

v=

(2)设小球与薄板A板碰撞n次后恰好向右运动到B板,小球每次离开A板时,其带电量变成刚与A板接触时电量的,则:

qn=

小球与薄板A板碰撞n次后向右运动从与A分离到恰好到达B板的过程中,根据动能定理可得:

-•E×2L=0-mv2

由以上几式可得:

(3)假设小球第1次弹回两板间后向右运动最远距A板距离为L1,则有:

(qE-f)L-(+f)L1=0       

即:L1=L              

假设小球第2次弹回两板间后向右运动最远距A板距离为L2,则:

(qE-f)L-2fL1-(+f)L2=0

即:L2=L          

又因此时电场力F===f,即带电小球可保持静止

带电小球最后停止运动时距A板距离是

答:(1)小球第一次与A板碰撞时的速度大小是

(2)小球在与B板相碰之前,最多能与A板碰撞次数是 

(3)当k=2、且轨道粗糙与小球间有大小恒定的摩擦力f=时,带电小球最后停止运动时距A板距离是

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题型:简答题
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简答题

如图所示,物块A、B、C静止在光滑水平面上.A、B质量相等,为m=1kg,物块C质量为M=2kg.现给A物块以I=2N•s的冲量后A向着B运动,A、B碰撞后粘在一起,继续向右运动并与C碰撞,物块C最终速度vC=0.5m/s.求:

①A、B两物块碰撞后粘在一起的共同速度v?

②两次碰撞过程中一共损失了多少机械能?

正确答案

解:①由动量定理得,I=mv0,解得,A获得的速度v0=2m/s  

A、B系统动量守恒,以A的初速度方向为正方向,

 由动量守恒定律得:mv0=(m+m)v,解得:v=1m/s;

②AB与C碰撞满足动量守恒,以向右为正方向,

由动量守恒定律得:2mv=2mv1+Mvc

由能量守恒定律得:mv02=•2mv12+MvC2+△E,

解得,两次碰撞损失的机械能为:△E=1.5 J;

答:①A、B两物块碰撞后粘在一起的共同速度v为1m/s.

②两次碰撞过程中一共损失了多少机械能为1.5J.

解析

解:①由动量定理得,I=mv0,解得,A获得的速度v0=2m/s  

A、B系统动量守恒,以A的初速度方向为正方向,

 由动量守恒定律得:mv0=(m+m)v,解得:v=1m/s;

②AB与C碰撞满足动量守恒,以向右为正方向,

由动量守恒定律得:2mv=2mv1+Mvc

由能量守恒定律得:mv02=•2mv12+MvC2+△E,

解得,两次碰撞损失的机械能为:△E=1.5 J;

答:①A、B两物块碰撞后粘在一起的共同速度v为1m/s.

②两次碰撞过程中一共损失了多少机械能为1.5J.

下一知识点 : 动量守恒定律的应用
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