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题型: 单选题
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单选题

如图所示,位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视作质点,质量相等.Q与轻质弹簧相连.设Q静止,P以某一初速度向Q运动并与弹簧发生碰撞.在整个碰撞过程中,弹簧具有的最大弹性势能等于(  )

AP的初动能

BP的初动能的

CP的初动能的

DP的初动能的

正确答案

B

解析

解:以P、Q组成的系统为研究对象,以P的初速度方向为正方向,

由动量守恒定律得:mv0=(m+m)v,

由机械能守恒定律得:mv02=•2mv2+EP

解得:EP=mv02,即:弹簧具有的最大弹性势能等于P的初动能的

故选:B

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题型: 多选题
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多选题

如图,球A、B置于光滑水平面上,A球的动量为12kg•m/s,水平向右与静止的B球发生碰撞,两球动量的变化可能是(设向右为正)(  )

A△pA=-4kg•m/s,△pB=4kg•m/s

B△pA=-5kg•m/s,△pB=5kg•m/s

C△pA=6kg•m/s,△pB=-6kg•m/s

D△pA=-24kg•m/s,△pB=24kg•m/s

正确答案

A,B

解析

解:碰撞前,A动量为:pA=mvA=12kg•m/s,B动量为零,系统的总动量为12kg•m/s;

碰撞后,两球的动量方向若与原来方向相同,继续向右运动,

A、若△pA=-4kg•m/s,△pB=4kg•m/s,则△pA+△pB=0,遵守动量守恒定律.

碰撞后,A的动量为:pA′=pA+△pA=8kg•m/s,B的动量为:pB′=pB+△pB=4kg•m/s,

碰撞前系统的总动能为:==

碰撞后系统的总动能为:+=+=+

由于两球的质量关系未知,所以碰撞后的总动能可能不大于碰撞前的总动能,是可能发生的,故A正确.

B、若△pA=-5kg•m/s,△pB=5kg•m/s,同理可知,是可能发生的,故B正确.

C、若△pA=6kg•m/s,△pB=-6kg•m/s,则碰撞后,A的动量为pA′=pA+△pA=18kg•m/s,B的动量为pB′=pB+△pB=-6kg•m/s,说明碰撞后B的速度与A的速度方向相反,不符合两球实际运动情况,是不可能发生的,故C错误.

D、若△pA=-24kg•m/s,△pB=24kg•m/s,则碰撞后,A的动量为pA′=pA+△pA=-12kg•m/s,B的动量为pB′=pB+△pB=24kg•m/s,说明碰撞后A的动能不变,而B的动能增大,系统的总动能将增大,违反了能量守恒定律,是不可能发生的,故D错误.

故选:AB.

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题型: 多选题
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多选题

甲、乙两球在光滑的水平面上,沿同一直线同一方向运动,它们的动量分别为p=5kg•m/s,p=7kg•m/s,已知甲的速度大于乙的速度,当甲追上乙发生碰撞后,乙球的动量变为10kg•m/s,则甲、乙两球的质量m:m的关系可能是(  )

A

B

C

D

正确答案

B,C

解析

解:因为碰撞前,甲球速度大于乙球速度,则有:

得到:

根据动量守恒得:p+p=p′+p′,

代入解得:p′=2kg•m/s.

据碰撞过程总动能不增加得:++

代入解得:=

碰撞后两球同向运动,甲的速度不大于乙的速度,则

代入解得:

所以:

故选:BC.

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题型: 多选题
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多选题

质量为3m的机车,以速度v0与质量为2m的静止车厢碰撞后挂接在一起.则(  )

A碰后机车的速度为v0

B碰后机车的速度为v0

C碰撞过程没有机械能损失

D碰撞过程机械能损失mv02

正确答案

B,D

解析

解:A、设机车的初速度方向为正方向,根据动量守恒定律得:

3mv0=(3m+2m)v

得 v=,故A错误,B正确;

C、碰撞前后机械能的改变量为:△EK=×3mv02-(2m+3m)v2=mv02,故C错误,D正确;

故选:BD

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题型:简答题
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简答题

如图甲所示质量为M的小车B静止在光滑水平面上,一个质量为m的铁块A(可视为质点),以水平速度v0=4.0m/s滑上小车B的左端,然后与右端挡板碰撞,最后恰好滑到小车的左端,已知M/m=3:1.小车长L=1m.并设A与挡板碰撞时无机械能损失,碰撞时间忽略不计,g取10m/s2,求:

(1)A、B最后的速度;

(2)铁块A与小车B之间的动摩擦因数;

(3)铁块A与小车B的挡板相碰前后小车B的速度,并在图20乙坐标中画出A、B相对滑动过程中小车B相对地面的v-t图线.

正确答案

解:(1)对A、B系统,规定向右为正方向,由动量守恒定律得:

mv0=(M+m)v,

解得:v=

(2)对A、B系统,由动能定理,对全过程有:

解得:

(3)设A和B碰撞前的速度分别为v10和v20 对A、B系统,规定初速度方向为正方向,

由动量守恒定律得mv0=mv10+Mv20

由动能定理得,

代入数据解得:

该过程小车B做匀加速运动,由动量定理得 μmgt1=Mv20 得:

t1==s=0.3s

规定向右为正方向,B碰后A的速度为v1,B的速度为v2对A、B系统,由动量守恒定律和动能定理得:

mv0=mv1+Mv2

代入数据解得:

碰后小车B做匀减速运动,由动量定理得:-μmgt2=Mv-Mv2

代入数据解得:t2=0.7s.

根据上述计算作出小车B的速度-时间图线如图所示.

答:(1)A、B最后的速度为1m/s;

(2)铁块A与小车B之间的动摩擦因数为0.3;

(3)铁块A与小车B的挡板相碰前后小车B的速度为0.3m/s,图线如图所示.

解析

解:(1)对A、B系统,规定向右为正方向,由动量守恒定律得:

mv0=(M+m)v,

解得:v=

(2)对A、B系统,由动能定理,对全过程有:

解得:

(3)设A和B碰撞前的速度分别为v10和v20 对A、B系统,规定初速度方向为正方向,

由动量守恒定律得mv0=mv10+Mv20

由动能定理得,

代入数据解得:

该过程小车B做匀加速运动,由动量定理得 μmgt1=Mv20 得:

t1==s=0.3s

规定向右为正方向,B碰后A的速度为v1,B的速度为v2对A、B系统,由动量守恒定律和动能定理得:

mv0=mv1+Mv2

代入数据解得:

碰后小车B做匀减速运动,由动量定理得:-μmgt2=Mv-Mv2

代入数据解得:t2=0.7s.

根据上述计算作出小车B的速度-时间图线如图所示.

答:(1)A、B最后的速度为1m/s;

(2)铁块A与小车B之间的动摩擦因数为0.3;

(3)铁块A与小车B的挡板相碰前后小车B的速度为0.3m/s,图线如图所示.

下一知识点 : 动量守恒定律的应用
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