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简答题

如图所示,在光滑的水平面上有两块并列放置的木块A与B,已知A的质量是500g,B的质量是300g,有一质量为80g的小铜块C(可视为质点)以25m/s的水平初速度开始在A的表面滑动.铜块最后停在B上,B与C一起以2.5m/s的速度共同前进.求:

①木块A最后的速度vA′;

②小铜块C离开A时,小铜块C的速度vC′.

正确答案

C在A上滑动时,选A、B、C作为一个系统,其总动量守恒,则:mCv0=mCvC′+(mA+mB)vA

C滑到B上后A做匀速运动,再选B、C作为一个系统,其总动量也守恒,则mCvC′+mBvA′=(mB+mC)vBC

两个方程式联立求解可得到:vA′=2.1 m/s,vC′=4 m/s

答:①木块A最后的速度vA′=2.1m/s;

②小铜块C离开A时,小铜块C的速度vC′=4m/s.

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[物理--选修3-5]

(1)U经过m次α衰变和n次β衰变,变成Pb,则m=______,n=______.

(2)如图,质量为m的小船甲在静止在水面上,一质量为m/3的人站在船尾.另一相同小船乙以速率v0从后方驶来,为避免两船相撞,人从船尾以相对小船甲的速率v水平向后跃到乙船,求速率v至少为多大才能避免两船相撞.

正确答案

设发生x次α衰变,y次β衰变,衰变方程为:

92235U→82207Pb+xα+yβ

则:235=207+4y,解得:y=7

又:92=82+7×2-y,得:y=4

(2)设两船恰好不相撞,最后具有共同速度v1

由动量守恒定律:(2m+)v1=mv0

人从甲船跃出的过程满足动量守恒定律:

0=mv1+m(-v+v1)

解得:v=v0

故答案为:(1)7;4;

(2)速率v至少为v0才能避免两船相撞.

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在光滑水平面上,甲、乙两小滑块相向运动,已知甲的质量m1=0.6kg,乙的质量m2=0.4kg,甲的速度大小v1=0.8m/s,乙的速度大小v2=0.5m/s,两滑块想碰后粘在一起,则它们一起运动的速度大小为______m/s,方向与______碰前速度方向相同(填“甲”或“乙”).

正确答案

以两滑块组成的系统为研究对象,系统所受合外力为零,系统动量守恒,

以甲的初速度方向为正方向,两滑块碰撞过程中,由动量守恒定律得:

m1v1-m2v2=(m1+m2)v,

解得:v===0.28m/s,方向与甲的方向相同;

故答案为:0.28,甲.

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一个静止的氮核俘获了一个速度为2.3×107m/s的中子生成一个复核A,A又衰变成B、C两个新核,设B、C的速度方向与中子的速度方向相同,B的质量是中子的11倍,速度是106m/s,B、C在同一磁场中做圆周运动的半径之比RB: RC= 11: 30

(1)求C核的速度大小.

(2)根据计算判断C核是什么.

(3)写出核反应方程.

正确答案

解:(1) 氮核俘获中子到衰变成B 、C 两个新核的过程中动量守恒

mnvn=mBvB+mCvC

根据衰变规律,可知C核的质量数为14 +1 -11=4 

由此解得vC=3×106m/s     

(2) 再由带电粒子在洛伦兹力的作用下做圆周运动的知识可得

联立以上两式解得

qC=2 ,而mC=4 ,则C 核是氦原子核.

(3) 核反应方程式是

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简答题

(19分)如图所示,光滑水平面上固定一半径为的光滑水平圆形轨道,过圆心相垂直的两虚线交圆弧于A、B、C、D四点,质量为的乙球静置于B处,质量为的甲球从A处沿圆弧切线方向以速度开始运动,到达B处与乙球发生碰撞,碰撞时间很短可忽略不计,碰撞为弹性碰撞,两小球可视为质点.当乙球刚运动到D处时,两小球发生第二次碰撞.求:  

(1)第一次碰撞前甲所受轨道弹力的大小;

(2)甲、乙两球质量之比

(3)甲与乙第二次碰撞后各自速度的大小.

正确答案

(1)   (2)   (3)、0

试题分析:(1)甲与乙第一次碰撞前,对甲受力知受重力和轨道的支持力,由牛顿第二定律:

                   (5分)

(2)由题分析知,甲与乙第一次碰撞后必反向运动,速度大小必相等

设甲、乙第一次碰撞后速度大小分别为,以向右为正方向

有:                   (1分)

由动量守恒定律:          (2分)

由能量守恒定律:        (2分)

解得: ,                    (2分)

(3)设甲、乙第二次碰撞后各自速度大小为

由动量守恒定律:     (2分) 

由能量守恒定律:  (2分)

解得:     

即甲与乙第二次碰撞后各自速度大小分别为和0        (3分) 

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