- 动量守恒定律
- 共5880题
如图所示,光滑水平面上有一小车B,右端固定一沙箱,沙箱左侧连接一水平轻弹簧,小车和沙箱总质量为M.车上放有一物块A,质量也为M.物块A随小车以速度向右匀速运动,物块A与其左侧的车面的动摩擦因数为
,与其余部分车面间无摩擦.在车匀速运动时,距沙面H高处有一质量为m的泥球自由下落,恰好落在沙箱中,试求:
(1)小车在前进中,弹簧弹性势能的最大值是多少?
(2)为使物块A不从小车上滑下,车面粗糙部分至少应多长?
正确答案
(1)
(2)
(1)m落在车中沙箱时,小车与m速度一体化,有,而物块A此时的速度为
,之后,物块A与小车相互作用,压缩弹簧,当弹簧弹性势能最大时有:
(2)当物块A被弹开刚好滑至车面左端与小车相对静止时,它们的共同速度仍为,则有
,
(1)铅弹打中木块后二者的速度V(4分)
(2)铅弹打中木块前的速度V0(4分)
(3)铅弹的温度升高多少度?(4分)
正确答案
(1)V=1m/s(2)200m/s(3)
(1)铅弹与木块作平抛运动的速度为V,
,V="1m/s" 4分
(2)铅弹打中木块,动量守恒:
,V0="200m/s " 4分
(3)子弹打中木块损失的机械能为:
铅弹吸收的热量,
4分
(8分)在光滑水平地面上有两个相同的弹性小球A、B,质量都为m.现B球静止,A球向B球运动,发生正碰.已知碰撞过程中总机械能守恒,两球压缩最紧时的弹性势能为Ep,求:碰前A球的速度大小等于多少?
正确答案
v0=2 ,
设碰前A球的速度v0,两个弹性小球发生正碰,当二者共速时,弹簧弹性势能最大,由动量守恒得mv0=2mv,Ep=mv
-
×2mv2,解得v0=2
,本题考查碰撞过程中的动量守恒定律的应用,当两小球速度相同时速度相同,根据动量守恒和能量守恒列式求解
(1)下列说法中正确的是 .
(2)一光电管的阴极K用截止频率为ν0的金属钠制成,光电管阳极A和阴极K之间的正向电压为U,普朗克常量为h,电子的电荷量为e.用频率为ν的紫外线照射阴极,有光电子逸出,光电子到达阳极的最大动能是 ;若在光电管阳极A和阴极K之间加反向电压,要使光电子都不能到达阳极,反向电压至少为 .
(3)1928年,德国物理学家玻特用α粒子轰击轻金属铍时,发现有一种贯穿能力很强的中性射线.查德威克测出了它的速度不到光速的十分之一,否定了是γ射线的看法,他用这种射线与氢核和氮核分别发生碰撞,求出了这种中性粒子的质量,从而发现了中子.
①请写出α粒子轰击铍核()得到中子的方程式.
②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m等于多少?
正确答案
(1)D
(2)
(3);
试题分析:(1)γ射线可以检查金属制品中的裂痕,A错误。裂变不是因为库仑力,B错误。原子发射聚变反应时放出热量,C错误。D选项正确,物质波,波粒二象性。
(2)根据爱因斯坦光电效应方程,电子从金属板溢出时的动能为,粒子溢出后电场力做正功,到达阳极时动能为
。光电子不能到达阳极,电场力做功等于溢出时的动能,
,则U=
(3)
试题分析:①
②由动量守恒定律有
解得
点评:解决本题的关键掌握光电效应方程,以及知道最大初动能与反向电压的关系。考察原子裂变时的方程式,注意两边质量守恒。动量守恒定律在微观粒子中依然通用。
如图,竖直平面内有一半径足够大光滑圆弧形轨道,O为最低点,A、B两点距O点的高度分别为h和4h,现在从A点释放一质量为M的大物体,且每隔适当的时间从B点释放一质量为m的小物体,它们和大物体碰撞后都结为一体,已知M=100m。
(1)若每当大物体向右运动到O点时,都有一个小物体与之碰撞,问碰撞多少次后大物体速度最小?
(2)若每当大物体运动到O点时,都有一个小物体与之碰撞,若碰撞50次后大物体运动的最大高度为h的几分之几?
正确答案
(1) n=50次(2)
(1)设分别由A、B释放的物理沿圆弧轨道运动到O点时速度大小分别为VA、VB。
由机械能守恒定律得:
设n次碰撞后大物体速度最小,出动量守恒定律得:
MvA-nmvB=(M+nm)vmin
当MvA-nmvB=0时,大物体速度最小
解得n=50次
(2)第1次碰撞:MvA-nmvB=(M+m)v1
第2次碰撞:(M+m)v1+ mvB=(M+2m)v2
第3次碰撞:(M+2m)v2+ mvB=(M+3m)v3
第4次碰撞:(M+3m)v3+ mvB=(M+4m)v4
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第50次碰撞:(M+49m)v49+ mvB=(M+50m)v50
两边相加得:MvA=(M+50m)v50
解得:v50=
由机械能守恒定律得:
(M+50m)gh′=
解得:
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