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题型:简答题
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简答题

如图所示,A、B、C是三个质量分别为m、m、2m的小球,它们半径相同,并排悬挂在长度均为l的三根竖直轻绳上时,彼此恰好相互接触.现把A球拉到与竖直方向成60°角的图中虚线位置,然后由静止释放.若各球间的碰撞均为弹性碰撞、且碰撞时间极短,不计空气阻力.求:C球第一次向右摆起的最大高度.

正确答案

解:小球A向下摆动的过程,机械能守恒,则有:

   mgl(1-cos60°)=

解得:

AB质量相等,发生弹性碰撞后速度交换,则碰撞后B的速度v1=v0

BC质量不等,在弹性碰撞过程中,动量和机械能都守恒,以向右为正,根据动量守恒定律和机械能都守恒定律得:

mv0=mv3+2mv4

解得:

C球第一次向右摆起的过程中,根据动能定理得:

解得:h=

答:C球第一次向右摆起的最大高度为

解析

解:小球A向下摆动的过程,机械能守恒,则有:

   mgl(1-cos60°)=

解得:

AB质量相等,发生弹性碰撞后速度交换,则碰撞后B的速度v1=v0

BC质量不等,在弹性碰撞过程中,动量和机械能都守恒,以向右为正,根据动量守恒定律和机械能都守恒定律得:

mv0=mv3+2mv4

解得:

C球第一次向右摆起的过程中,根据动能定理得:

解得:h=

答:C球第一次向右摆起的最大高度为

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题型:简答题
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简答题

如图所示,带有光滑的半径为R的圆弧轨道的滑块静止在光滑水平面上,滑块的质量为M,使一个质量为m的小球(视为质点)由静止从A处释放,求:

(1)在小球从A处释放到从B点水平飞出过程中滑块向左移动的距离;

(2)小球从B点水平飞出时,滑块的速度.

正确答案

解:(1)系统在水平方向动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得:mv1-Mv2=0,

m-M=0,

解得:x=R;

(2)m运动过程中,其机械能是不守恒的,因为m的重力势能转化为m和M的动能,故应是m和M组成的系统机械能守恒,又因为水平方向系统合外力为零,故系统水平方向动量守恒,取圆弧轨道最低点为零势能点,由机械能守恒定律得:

mgR=mv12+Mv22

以向右为正方向,由动量守恒定律得:mv1-Mv2=0,

解得:v1=,v2=

答:(1)在小球从A处释放到从B点水平飞出过程中滑块向左移动的距离R;

(2)小球从B点水平飞出时,滑块的速度

解析

解:(1)系统在水平方向动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得:mv1-Mv2=0,

m-M=0,

解得:x=R;

(2)m运动过程中,其机械能是不守恒的,因为m的重力势能转化为m和M的动能,故应是m和M组成的系统机械能守恒,又因为水平方向系统合外力为零,故系统水平方向动量守恒,取圆弧轨道最低点为零势能点,由机械能守恒定律得:

mgR=mv12+Mv22

以向右为正方向,由动量守恒定律得:mv1-Mv2=0,

解得:v1=,v2=

答:(1)在小球从A处释放到从B点水平飞出过程中滑块向左移动的距离R;

(2)小球从B点水平飞出时,滑块的速度

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题型:简答题
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简答题

质量为m1=1.0和m2(未知)的两个物体在光滑的水平面上正碰,碰撞时间不计,其x-t(位移一时间)图象如图所示,试通过计算回答下列问题:

(1)m2等于多少千克?

(2)质量为m1的物体在碰撞过程中动量变化量是多少?

(3)碰撞过程是弹性碰撞还是非弹性碰撞?

正确答案

解:(1)碰撞前m2是静止的,m1的速度为:v1===4m/s

碰后m1的速度:v′1===-2m/s

m2的速度:v′2===2m/s

规定初速度方向为正方向,根据动量守恒定律有:m1v1=m1v1′+m2v2

代入数据得:1×4=1×(-2)+m2×2

得:m2=3kg

(2)质量为m1的物体在碰撞过程中动量的变化量是:

△p1=p1′-p1=1×(-2)-1×4=-6Kg•m/s

负号表示动量的变化量方向与初速度方向相反.

(3)碰撞前总动能为:Ek1+Ek2=m1=×1×42+0=8J

碰撞后总动能为:E′k1+E′k2=m1+m2=×22+22=8J

故碰撞是弹性碰撞.

答:(1)m2等于3kg

(2)质量为m1的物体在碰撞过程中动量变化量大小是6Kg.m/s,动量的变化量方向与初速度方向相反.

(3)两物体的碰撞是弹性碰撞.

解析

解:(1)碰撞前m2是静止的,m1的速度为:v1===4m/s

碰后m1的速度:v′1===-2m/s

m2的速度:v′2===2m/s

规定初速度方向为正方向,根据动量守恒定律有:m1v1=m1v1′+m2v2

代入数据得:1×4=1×(-2)+m2×2

得:m2=3kg

(2)质量为m1的物体在碰撞过程中动量的变化量是:

△p1=p1′-p1=1×(-2)-1×4=-6Kg•m/s

负号表示动量的变化量方向与初速度方向相反.

(3)碰撞前总动能为:Ek1+Ek2=m1=×1×42+0=8J

碰撞后总动能为:E′k1+E′k2=m1+m2=×22+22=8J

故碰撞是弹性碰撞.

答:(1)m2等于3kg

(2)质量为m1的物体在碰撞过程中动量变化量大小是6Kg.m/s,动量的变化量方向与初速度方向相反.

(3)两物体的碰撞是弹性碰撞.

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题型:简答题
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简答题

(1)2011年3月11日,日本东部海域发生里氏9.0级地震.地震所引发的福岛核电站泄漏事故让全世界都陷入了恐慌.下面有关核辐射的知识,说法正确的是

A.核泄漏中放射性物质放射出α、β、γ三种射线,其中α射线的穿透能力最强

B.β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的

C.若使放射性物质的温度降低,其半衰期将减小

D.铀核()衰变为铅核()的过程中,要经过8次α衰变和6次β衰变

(2)如图所示,质量为M的弧形槽静止在光滑的水平面上,弧形槽的光滑弧面底端与水平地面相切.一个质量为m的小物块以速度v0沿水平面向弧形槽滑来,并冲上弧形槽,设小物块不能越过弧形槽最高点,试求小物块所能上升的最大高度?

正确答案

解:(1)A、三种射线中,γ穿透能力最强,α电离能力最强,故A错误;

B、β衰变释放出的高速粒子,是核内中子转化而来的,故B正确;

C、半衰期由原子本身决定与温度无关,故C错误;

D、设发生x次α衰变,y次β衰变,则有:238=206+4y,解得:y=8,又:92=82+8×2-y,得:y=6,所以要经过8次α衰变和6次β衰变,故D正确.

故选BD

(2)m在M弧面上升过程中,当m的竖直分速度为零时它升至最高点,此时二者只具有相同的水平速度(设为v),

根据动量守恒定律有:mv0=(M+m)v…①

整个过程中机械能没有损失,设上升的最大高度是h,根据系统机械能守恒则有:

mv02=(M+m)v2+mgh…②

解①②式得:h=

答:小物块所能上升的最大高度h=

解析

解:(1)A、三种射线中,γ穿透能力最强,α电离能力最强,故A错误;

B、β衰变释放出的高速粒子,是核内中子转化而来的,故B正确;

C、半衰期由原子本身决定与温度无关,故C错误;

D、设发生x次α衰变,y次β衰变,则有:238=206+4y,解得:y=8,又:92=82+8×2-y,得:y=6,所以要经过8次α衰变和6次β衰变,故D正确.

故选BD

(2)m在M弧面上升过程中,当m的竖直分速度为零时它升至最高点,此时二者只具有相同的水平速度(设为v),

根据动量守恒定律有:mv0=(M+m)v…①

整个过程中机械能没有损失,设上升的最大高度是h,根据系统机械能守恒则有:

mv02=(M+m)v2+mgh…②

解①②式得:h=

答:小物块所能上升的最大高度h=

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题型: 单选题
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单选题

在高速公路上发生一起交通事故,一辆质量为 1.5t 向南行驶的长途客车迎面撞上了一辆质量为 3t 向北行驶的卡车,碰后两车接在一起,并向南滑行一段距离后停止.根据测速仪测定,长途客车碰前以 20m/s的速度行驶,由此可判断卡车碰前的行驶速率为(  )

A小于10m/s

B大于 10m/s,而小于 20 m/s

C大于20 m/s,而小于 30 m/s

D大于 30 m/s 而小于 40 m/s

正确答案

A

解析

解:长途客车与卡车发生碰撞,系统内力远大于外力,碰撞过程系统动量守恒,根据动量守恒定律,有:

mv1-Mv2=(m+M)v

因而有:

mv1-Mv2>0

代入数据,可得:

v2=m/s=10m/s

故选:A.

下一知识点 : 动量守恒定律的应用
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