- 动量守恒定律
- 共5880题
如图所示,物体A、B的质量分别是4kg和8kg,由轻弹簧相连接,放在光滑的水平面上,物体B左侧与竖直墙壁相接触,另有一个物体C水平向左运动,在t=5s时与物体A相碰,并立即与A有相同的速度,一起向左运动。物块C的速度一时间图象如图所示。
(1)求物块的质量。
(2)弹簧压缩具有的最大弹性势能。
(3)在5s到10s的时间内墙壁对物体B的作用力的功。
(4)在5s到15s的时间内墙壁对物体B的作用力的冲量。
正确答案
(1)2Kg(2)12J(3) 做功为零(4) 24N·s,方向向右
(1)由图象可见,物体C以速度V0=6m/s与A相碰,立即有相同的速度v=2m/s,A与C相互作用时间很短,水平方向动量守恒,有mcvo=(mc+mA)v
解得物块C的质量mcvo。(3分)
(2)物块C和A一起运动,压缩弹簧,它们的动能完全转化成弹性势能(2分)
最大弹性势能为(3分)
(3)5s到10s的时间内,B处于静止,墙壁对B的作用力F做功为零。(3分)
(4)5s到15s的时间内,B处于静止,墙壁对B的作用力F等于轻弹簧的弹力,轻弹簧的弹力使物体A和C的速度由2m/s,减到0,再反弹到2m/s。则弹力的冲量等于力F的冲量,为
I=(mA+mc)v—[-(mA+mc)v]=24N·s,方向向右。(4分)
两个小球1和2的质量分别是m1=2.0kg,m2=1.6kg,球1静止于光滑的水平面上的A点,球2在水平面上从远处沿两球心连线向着1球运动。假设两球相距L≤18m时存在着恒定的斥力F,L>18m时无相互作用力。当两球相距最近时,它们的距离为d=2.0m,球2的速度为v=4m/s。求:
(1)两球间的斥力的大小。
(2)球1速度达最大时距A点的最小距离S。
正确答案
(1)F=2.25N
(2)28.4m
(1)设最近时速度均为V,1、2两球发生的位移分别为S1、S2,由动量守恒定律得:
由动能定理得:
FS1=m2V2/2
几何关系得:S1+L=S2+S
联立以上四式得:V0="9m/s " F="2.25N "
(说明:其他方法也可。)
(2)设球1达最大速度为V1,这时球2速度为V2,球1、2的位移分别为S1、S2,球1速度达到最大时二者间距恢复为L,由动量守恒得:
m2V0=m1V1+m2V2
由动能定理有:
几何关系得:S1′=S2′
联立以上四式得:S1′="28.4m " V1="8.0m/s "
(说明:其他方法也可。)
一炮艇总质量为M,以速度匀速行驶,从船上以相对海岸的水平速度
沿前进方向射出一质量为m的炮弹,发射炮弹后艇的速度为
,若不计水的阻力,则下列各关系式中正确的是 。(填选项前的编号)
①
②
③ ④
正确答案
①
动量守恒定律必须相对于同量参考系。本题中的各个速度都是相对于地面的,不需要转换。发射炮弹前系统的总动量为Mv0;发射炮弹后,炮弹的动量为mv0,船的动量为(M-m)v′所以动量守恒定律的表达式为
正确选项为①
(9分)如图所示,在光滑的水平面上,质量为m的小球A以速率v0向右运动时跟静止的质量为3m的小球B发生正碰,碰后A球的速率为/4.求碰后B球的速率。
正确答案
或
试题分析:小球在光滑的水平面上运动会,满足动量守恒:
当A碰撞B后A的方向不变时有:mv+0=m
+3mv
解得:=
当A碰撞B反弹回来时有: mv+0=-m
+3mv
解得:=
A、B两物体在光滑的水平面上发生碰撞,碰撞前后物体的运动都在同一条直线上。规定A物体原运动方向为正方向。A物体的质量。若不计碰撞时间,它们碰撞前后的位移图像如图所示。碰撞前B的质量为
;碰撞过程中A物体的动量改变量是
。
正确答案
1.5、 -1.5
试题分析:根据图象可知,碰前A的速度,B静止不动,碰后A、B速度相同,为
,根据动量守恒定律,
,整理得,
;
A动量变化
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