- 动量守恒定律
- 共5880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( )
正确答案
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.
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( )
正确答案
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
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( )
正确答案
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车,可得=
,故C正确,D错误.
故选:ABC.
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
.
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.
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