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题型:简答题
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简答题

在光滑的水平面上,有两个质量都是M的小车A和B,两车间用轻弹簧相连,它们以速度v0向右匀速运动,有一质量为m的铁钉从高处自由落下,正好嵌入A车,在两车继续向前运动的过程中,弹簧的弹性势能的最大值是多少?

正确答案

铁钉落到A上之前,系统的动量为:,铁钉落到A上之后,对A和铁钉动量守恒:

而后三者达到共同速度的时候动量为:

整个系统动量守恒: 

机械能守恒:

解得

本题考查的是动量守恒及能量守恒问题。正确的分析铁定落入A前后,铁钉和A的动量守恒,然后铁钉和A和B组成的系统前后动量也守恒。从铁钉和A 具有共同速度后和B组成的系统机械能守恒。

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题型:简答题
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简答题

(9分) 如图所示,光滑的圆弧AB(质量可忽略)固定在甲车的左端,其半径R=1m。质量均为M="3" kg的甲、乙两辆小车静止于光滑水平面上,两车之间通过一感应开关相连(当滑块滑过感应开关时,两车自动分离)。其中甲车上表面光滑,乙车上表面与滑块P之间的动摩擦因数μ=0.4。将质量为m="2" kg的滑块P(可视为质点)从A处由静止释放,滑块P滑上乙车后最终未滑离乙车。求:

(i)滑块P刚滑上乙车时的速度大小;

(ii)滑块P在乙车上滑行的距离为多大?

正确答案

 

试题分析:(i)设滑块P刚滑上乙车时的速度为v1,此时两车的速度为v2,对整体应用动量守恒和能量关系有:

mv1-2Mv2=0               (1分)

mgR=        (2分)

解得:v1=       (1分)

(ii)设滑块P和小车乙达到的共同速度为v,滑块P在乙车上滑行的距离为L,对滑块P和小车乙应用动量守恒和能量关系有:

mv1-Mv2=(m+M)v                 (2分)

μmgL=     (2分)

解得:      (1分)

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简答题

静止的氮核被速度为v0的中子击中生成碳核和另一种原子核甲,已知与甲核的速度方向和碰撞前中子的速度方向一致,碰后碳核与甲核的动量之比为l:1.

①写出核反应方程式.

②求与甲核的速度各是多大?

正确答案

 ②的速度v1=,氚核的速度v=

试题分析:① 生成的甲核是氚核  (3分)

②设中子质量为m0核质量12mC,氚核质量为m的速度v1,氚核的速度v

由动量守恒得

m0v0=12mC v1+mv

即m0v0="12" m0 v1+3 m0v      (2分)

又因为与氚核动量比为1:l,即12m0 v1= mv

即12 m0 v1="3" m0v         (2分)

联立以上两个方程,得:v1 =       (2分)

v=        (1分)

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简答题

宇宙射线每时每刻都在地球上引起核反应。自然界的14C大部分是宇宙射线中的中子轰击“氮-14”产生的,核反应方程式为。若中子的速度为v1=8×l06m/s,反应前“氮-14”的速度认为等于零。反应后生成的14C粒子的速度为v2=2.0×l05m/s,其方向与反应前中子的运动方向相同。

①求反应中生成的另一粒子的速度:

②假设此反应中放出的能量为0.9MeV,求质量亏损。

正确答案

(1)(2)

①轰击前后系统动量守恒,选中子速度方向为正方向

                  (1分)

氢核速度为方向与中子原速度方向相同  (1分)

②由质能方程               (1分)

本题考查动量守恒定律,轰击前后系统动量守恒,找到初末状态,规定正方向,列公式求解,由爱因斯坦的质能方程可求得质量亏损

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简答题

如图所示,木块A的右侧为光滑曲面,且下端极薄,其质量为mA=2.0㎏,静止于光滑水平面上。一质量为mB=2.0㎏的小球B,以vB=2.0m/s的速度自右向左运动冲上曲面A,与A发生相互作用,相互作用过程中无能量损失,假设B球不能飞出去,重力加速度g=10m/s2

(1)、求B球沿A曲面上升的最大高度h;

(2)、通过计算,求B球与A曲面相互作用结束后,A、B球各自的速度。

正确答案

(1) h=0.10m  (2)

(1)、B球沿A曲面上升到最大高度时,A、B具有相同的水平速度v,

系统水平方向动量守恒: …………………………(2分)

系统机械能守恒:  ………………(2分)

所以,B球沿A曲面上升的最大高度h=0.10m      …………………(2分)

(2) 、B球与A曲面相互作用全过程,

系统水平方向动量守恒:……………………(2分)

系统机械能守恒:  ……………………(2分)

作用结束后,A、B球各自的速度…………(2分)

本题考查系统动量守恒和机械能守恒,在小球滑到A的最顶端时两者速度相同,在运动过程中系统动量和机械能均守恒,列式求解

下一知识点 : 动量守恒定律的应用
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