- 动量守恒定律
- 共5880题
(8分)如图一砂袋用无弹性轻细绳悬于O点。开始时砂袋处于静止状态,此后用弹丸以水平速度击中砂袋后均未穿出。第一次弹丸的速度为v0,打入砂袋后二者共同摆动的最大摆角为θ(θ<90°),当其第一次返回图示位置时,第二粒弹丸以另一水平速度v又击中砂袋,使砂袋向右摆动且最大摆角仍为θ。若弹丸质量均为m,砂袋质量为5m,弹丸和砂袋形状大小忽略不计,求:两粒弹丸的水平速度之比V0/V为多少?
正确答案
弹丸击中砂袋瞬间,系统水平方向不受外力,动量守恒,设碰后弹丸和砂袋的共同速度为v1,细绳长为L,根据动量守恒定律有
mv0= (m+5m)v1 (2分)
砂袋摆动过程中只有重力做功,机械能守恒,所以
(2分)
设第二粒弹丸击中砂袋后弹丸和砂袋的共同速度为v2
同理有: mv-(m+5m)v1= (m+6m)v2 (1分)
(1分)
联解上述方程得 (2分)
本题考查动量守恒定律,在弹丸击中砂袋瞬间,弹丸与沙袋动量守恒,根据碰撞后黏在一体可求得末速度,之后整体获得向右的速度,向右摆动,摆动到最高点过程中整体机械能守恒,设最低点为零势面,找到初末状态列式求解
如图所示,光滑轨道上,小车A、B用轻弹簧连接,将弹簧压缩后用细绳系在A、B上.然后使A、B以速度v0沿轨道向右运动,运动中细绳突然断开,当弹簧第一次恢复到自然长度时,A的速度刚好为0,已知A、B的质量分别为mA、mB,且mA
(1)被压缩的弹簧具有的弹性势能Ep.
(2)试定量分析、讨论在以后的运动过程中,小车B有无速度为0的时刻?
正确答案
(1)(10分)设弹簧第一次恢复自然长度时B的速度为
以A、B弹簧为系统动量守恒① 4分
机械能守恒:② 4分
由①②解出③ 2分
(2)(8分)设以后运动过程中B的速度为0时,A的速度为,此时弹簧的弹性势能为
动量守恒④ 2分
机械能守恒⑤ 2分
由④⑤解出⑥ 2分
因为mA<mB所以Ep′<0 1分
弹性势能小于0是不可能的,所以B的速度没有等于0的时刻。 1分
略
如图甲所示,一个小弹丸水平射入一个原来静止的单摆并留在里面,结果单摆的振动图线如图乙所示.已知摆球质量为小弹丸质量的5倍,试求小弹丸射入摆球的速度是多大?
正确答案
0.94 m/s
弹丸水平击中摆球的过程动量守恒,从图中可以读出振幅A和周期T,可求振动的最大速度,进而可求弹丸的速度.
设小弹丸的速度为v0,击入摆球后,摆球的速度为vm
最大偏角为θm,摆球质量为m.
根据机械能守恒定律有:
Ekm=Epm
即mvm2=mgl(1-cosθm)
=2mgl·sin2
≈2mgl(·
)2
=×
A2
解之得:vm=A
又由单摆周期公式有:
T=2π
由以上各式得:vm=A
从图乙中可以读出A="0.1" m,T="4" s.
则摆球振动的最大速度为
vm==
m/s
根据动量守恒定律,有
mv0=(m+5m)vm
所以v0=6× m/s="0.94" m/s
如图所示,劲度系数为k的轻弹簧,左端连着绝缘介质小球B,右端连在固定板上,放在光滑绝缘的水平面上。整个装置处在场强大小为E、方向水平向右的匀强电场中。现有一质量为m、带电荷量为+q的小球A,从距B球为S处自由释放,并与B球发生碰撞。碰撞中无机械能损失,且A球的电荷量始终不变。已知B球的质量M=3m,B球被碰后作周期性运动,其运动周期(A、B小球均可视为质点)。
(1)求A球与B球第一次碰撞后瞬间,A球的速度V1和B球的速度V2;
(2)要使A球与B球第二次仍在B球的初始位置迎面相碰,求劲度系数k的可能取值。
正确答案
(1) 负号表示方向向左
方向向右
(2)(n="0" 、1 、2 、3 ……)
(1)设A球与B球碰撞前瞬间的速度为v0,
由动能定理得, ①
解得: ②
碰撞过程中动量守恒 ③
机械能无损失,有 ④
解得 负号表示方向向左
方向向右
(2)要使m与M第二次迎面碰撞仍发生在原位置,则必有A球重新回到O处所用的时间t恰好等于B球的
⑥
(n="0" 、1 、2 、3 ……) ⑦
由题意得: ⑧
解得: (n="0" 、1 、2 、3 ……)⑨
某兴趣小组设计了一种测量子弹射出枪口时速度大小的方法。在离地面高度为h的光滑水平桌面上放置一木块,将枪口靠近木块水平射击,子弹嵌入木块后与木块一起水平飞出,落地点与桌边缘的水平距离是s1;然后将木块重新放回原位置,再打一枪,子弹与木块的落地点与桌边的水平距离是s2,求子弹射出枪口时速度的大小。
正确答案
设子弹的质量为m,木块的质量为M,子弹射出枪口时的速度为v0。
第一颗子弹射入木块时,动量守恒
木块带着子弹做平抛运动
第二颗子弹射入木块时,动量守恒
木块带着两颗子弹做平抛运动
联立以上各式解得
扫码查看完整答案与解析