- 动量守恒定律
- 共5880题
在光滑的水平桌面上静置着长为L的方木块M,今有A、B两颗子弹沿同一水平线分别以速度vA、vB从M的两侧同时射入木块.A、B在木块中嵌入的深度分别为dA、dB,且dA>dB,dA+dB<L,而木块却一直保持静止,如图所示,则可判断A、B子弹在射入前( )
正确答案
解析
解:C、子弹A、B从木块两侧同时射入木块,木块始终保持静止,分析可知,两子弹对木块的推力大小相等,方向相反,子弹在木块中运动时间必定相等,否则木块就会运动.设两子弹所受的阻力大小均为f,由动能定理得:对A子弹:-fdA=0-EkA,
解得:EkA=fdA,
对B子弹:-fdB=0-EkB,
解得:EkB=fdB,
由于dA>dB,则子弹入射时的初动能:EkA>EkB,故B正确;
D、两子弹和木块组成的系统动量守恒,开始系统的总动量为零,则子弹A的动量大小等于子弹B的动量大小,故D正确,C错误;
A、由动量与动能的关系:P=mv=,
=
,而EkA>EkB,则得到mA<mB,
故选:ABD.
一炮弹质量为m,以一定的倾角斜向上发射,到达最高点时速度为v,炮弹在最高点爆炸成两块,其中一块沿原轨道返回,质量为.求爆炸后系统增加的机械能.
正确答案
解:爆炸后一块弹片沿原轨道返回,则该弹片速度大小为v,方向与原方向相反,
设另一块爆炸后瞬时速度大小为v1,
则爆炸过程中动量守恒,有.
解得:v1=3v.
爆炸过程中重力势能没有改变,爆炸前系统总动能 ,
爆炸后系统总动能.
系统增加的机械能△E=E′k-Ek=2mv2.
答:爆炸后系统增加的机械能是2mv2.
解析
解:爆炸后一块弹片沿原轨道返回,则该弹片速度大小为v,方向与原方向相反,
设另一块爆炸后瞬时速度大小为v1,
则爆炸过程中动量守恒,有.
解得:v1=3v.
爆炸过程中重力势能没有改变,爆炸前系统总动能 ,
爆炸后系统总动能.
系统增加的机械能△E=E′k-Ek=2mv2.
答:爆炸后系统增加的机械能是2mv2.
如图所示,光滑水平面上有一长度适当的小车,该小车质量为M=5kg,小车右端有一半径R=0.5m光滑圆弧轨道,圆弧轨道最低点和小车上表面在同一高度.质量m=1kg的物块(视为质点)以v0=10m/s的速度从左侧滑上小车,带动小车运动,物块运动到轨道最低点后冲上光滑圆轨道,小车继续沿水平面向右滑行,物块沿圆弧轨道运动恰好到达圆轨道最高点,已知物块与小车之间动摩擦因数μ=0.4,取g=10m/s2,求:
(1)物块冲上圆轨道最低点速度大小v1;
(2)物块冲上圆轨道最低点时小车的速度v2大小;
(3)物块相对小车滑行距离s.
正确答案
解:(1)小物块在最高点时重力提供向心力,得
mg=m
解得:
v==
在圆周运动过程,根据动能定理,有:
-mg(2r)=
解得:
(2)物块滑上小车的后,由于水平面光滑,故物块与小车组成系统动量守恒,故:
mv0=mv1+Mv2
代入数据,解得:
v1=1m/s
(3)对物块和小车组成系统,根据动能定理得:
解得:
S=8.75m
答:(1)物块冲上圆轨道最低点速度大小v1为5m/s;
(2)物块冲上圆轨道最低点时小车的速度v2大小为1m/s;
(3)物块相对小车滑行距离S为8.75m.
解析
解:(1)小物块在最高点时重力提供向心力,得
mg=m
解得:
v==
在圆周运动过程,根据动能定理,有:
-mg(2r)=
解得:
(2)物块滑上小车的后,由于水平面光滑,故物块与小车组成系统动量守恒,故:
mv0=mv1+Mv2
代入数据,解得:
v1=1m/s
(3)对物块和小车组成系统,根据动能定理得:
解得:
S=8.75m
答:(1)物块冲上圆轨道最低点速度大小v1为5m/s;
(2)物块冲上圆轨道最低点时小车的速度v2大小为1m/s;
(3)物块相对小车滑行距离S为8.75m.
一质量M=0.8kg的小物块,用长l=0.8m的细绳悬挂在天花板上,处于静止状态.一质量m=0.2kg的粘性小球以速度v0=10m/s水平射向物块,并与物块粘在一起,小球与物块相互作用时间极短可以忽略,不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2.求:
(1)小球粘在物块上的瞬间,小球和物块共同速度的大小;
(2)小球和物块摆动过程中,细绳拉力的最大值;
(3)小球和物块摆动过程中所能达到的最大高度.
正确答案
解:(1)因为小球与物块相互作用时间极短,所以小球和物块组成的系统动量守恒.
mv0=(M+m)v共
解得: (2)小球和物块将以v共开始运动时,轻绳受到的拉力最大,设最大拉力为F,
F-(M+m)g=(M+m)
所以F=(M+m)=15N
(3)小球和物块将以v共为初速度向右摆动,摆动过程中只有重力做功,所以机械能守恒;设它们所能达到的最大高度为h,根据机械能守恒定律:
解得:h=
答:(1)小球粘在物块上的瞬间,小球和物块共同速度的大小为2m/s;
(2)小球和物块摆动过程中,细绳拉力的最大值为15N;
(3)小球和物块摆动过程中所能达到的最大高度为0.2m
解析
解:(1)因为小球与物块相互作用时间极短,所以小球和物块组成的系统动量守恒.
mv0=(M+m)v共
解得: (2)小球和物块将以v共开始运动时,轻绳受到的拉力最大,设最大拉力为F,
F-(M+m)g=(M+m)
所以F=(M+m)=15N
(3)小球和物块将以v共为初速度向右摆动,摆动过程中只有重力做功,所以机械能守恒;设它们所能达到的最大高度为h,根据机械能守恒定律:
解得:h=
答:(1)小球粘在物块上的瞬间,小球和物块共同速度的大小为2m/s;
(2)小球和物块摆动过程中,细绳拉力的最大值为15N;
(3)小球和物块摆动过程中所能达到的最大高度为0.2m
如图所示,质量为M的平板小车静止在光滑的水平地面上,小车左端放-个质量为m的木块,车的右端固定一个轻质弹簧.现给木块-个水平向右的瞬时冲量I,木块便沿小车向右滑行,在与弹簧相碰后又沿原路返回,并且恰好能到达小车的左端.试求:
(I)木块返回到小车左端时小车的动能.
(Ⅱ)弹簧获得的最大弹性势能.
正确答案
解:(Ⅰ)、对木块,由动量定理得:I=mv0,
对木块与小车组成的系统动量守恒,以木块的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
mv0=(M+m)v,
小车的动能:EK=Mv2,
解得:EK=;
(Ⅱ)、当小车与木块受到相当时,弹簧的弹性势能最大,在此过程中,由能量守恒定律得:
mv02=EP+W+
(M+m)v2,
木块返回到小车左端过程中,由能量守恒定律得:
mv02=2W+
(M+m)v2,
解得:EP=;
答:(I)木块返回到小车左端时小车的动能为.
(Ⅱ)弹簧获得的最大弹性势能为:.
解析
解:(Ⅰ)、对木块,由动量定理得:I=mv0,
对木块与小车组成的系统动量守恒,以木块的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
mv0=(M+m)v,
小车的动能:EK=Mv2,
解得:EK=;
(Ⅱ)、当小车与木块受到相当时,弹簧的弹性势能最大,在此过程中,由能量守恒定律得:
mv02=EP+W+
(M+m)v2,
木块返回到小车左端过程中,由能量守恒定律得:
mv02=2W+
(M+m)v2,
解得:EP=;
答:(I)木块返回到小车左端时小车的动能为.
(Ⅱ)弹簧获得的最大弹性势能为:.
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