aaaa第三章 动量守恒定律和能量守恒定律(5)

2020-02-21 22:48

2.A、C、D人和船组成的系统动量守恒,总动量为0,∴不管人如何走动,在任意时刻两者的动量大小相等,方向相反。若人停止运动而船也停止运动,∴选A、C、D。B项错在两者速度大小一定相等,人和船的质量不一定相等。

3.A、B、D A、B组成的系统在水平不受外力,动量守恒,从两物落地点到桌边的距离x?v0t,∵两物体落地时间相等,∴v0与x成正比,∴vA:vB?1:2,即A、B离开弹簧的速度比。由0?mAvA?mBvB,可知mA:mB?1:2,未离开弹簧时,A、B受到的弹力相同,作用时间相同,冲量I=F·t也相同,∴C错。未离开弹簧时,F相同,m不同,

加速度

a?Fm,与质量成反比,∴aA:aB?1:2。

(mv0cos?)224.2?g(M?m)

提示:在发炮瞬间,炮车与炮弹组成的系统在水平方向上动量守恒

0?mv0cos??(M?m)v,

v?mv0cos?M?m

发炮后,炮车受地面阻力作用而做匀减速运动,利用运动学公式,

vt2?v2?2as,其中vt?0,

a???(M?m)g(M?m)???g,

(mv0cos?)2s?2?g(M?m)2 ∴

5.0 甲

提示:甲、乙和篮球组成的系统动量守恒,根据题设条件,可知甲与篮球的初动量与乙的初动量大小相等,方向相反,∴总动量为零。由动量守恒定律得,系统末动量也为零。因乙速度恰好为零,∴甲和球一起速度为零。

6.解:爆竹爆炸瞬间,木块获得的瞬时速度v可由牛顿第二定律和运动学公式求得

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f?Mg?Ma,

a?320m/sm/s2v?2ah?36,

爆竹爆炸过程中,爆竹木块系统动量守恒 Mv?mv0?0

v0?Mv?m6?33m/s?203m/s0.1

练习2

1.质量相同的两个小球在光滑水平面上沿连心线同向运动,球1的动量为 7 kg·m/s,球2的动量为5 kg·m/s,当球1追上球2时发生碰撞,则碰撞后两球动量变化的可能值是

A.Δp1=-1 kg·m/s,Δp2=1 kg·m/s B.Δp1=-1 kg·m/s,Δp2=4 kg·m/s C.Δp1=-9 kg·m/s,Δp2=9 kg·m/s D.Δp1=-12 kg·m/s,Δp2=10 kg·m/s

2.小车AB静置于光滑的水平面上,A端固定一个轻质弹簧,B端粘有橡皮泥,AB车质量为M,长为L,质量为m的木块C放在小车上,用细绳连结于小车的A端并使弹簧压缩,开始时AB与C都处于静止状态,如图所示,当突然烧断细绳,弹簧被释放,使物体C离开弹簧向B端冲去,并跟B端橡皮泥粘在一起,以下说法中正确的是

A.如果AB车内表面光滑,整个系统任何时刻机械能都守恒 B.整个系统任何时刻动量都守恒

C.当木块对地运动速度为v时,小车对地运动速度为

mv MD.AB车向左运动最大位移小于

mL M3.如图所示,质量分别为m和M的铁块a和b用细线相连,在恒定的力作用下在水平桌面上以速度v匀速运动.现剪断两铁块间的连线,同时保持拉力不变,当铁块a停下的瞬间铁块b的速度大小为_______.

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4.质量为M的小车静止在光滑的水平面上,质量为m的小球用细绳吊在小车上O点,将小球拉至水平位置A点静止开始释放(如图所示),求小球落至最低点时速度多大?(相对地的速度)

5.如图所示,在光滑水平面上有两个并排放置的木块A和B,已知mA=0.5 kg,mB=0.3 kg,有一质量为mC=0.1 kg的小物块C以20 m/s的水平速度滑上A表面,由于C和A、B间有摩擦,C滑到B表面上时最终与B以2.5 m/s的共同速度运动,求:

(1)木块A的最后速度; (2)C离开A时C的速度。

6.如图所示甲、乙两人做抛球游戏,甲站在一辆平板车上,车与水平地面间摩擦不计.甲与车的总质量M=100 kg,另有一质量m=2 kg的球.乙站在车的对面的地上,身旁有若干质量不等的球.开始车静止,甲将球以速度v(相对地面)水平抛给乙,乙接到抛来的球后,马上将另一质量为m′=2m的球以相同速率v水平抛回给甲,甲接住后,再以相同速率v将此球水平抛给乙,这样往复进行.乙每次抛回给甲的球的质量都等于他接到的球的质量为2倍,求:

(1)甲第二次抛出球后,车的速度大小.

(2)从第一次算起,甲抛出多少个球后,再不能接到乙抛回来的球.

参考答案: 1.A

2.BCD

3.

(M?m)v M 4.

2MgL

M?m5.(1)vA=2 m/s (2)vC=4 m/s

23

6.(1)练习3

1v,向左 (2)5个 101.在光滑水平面上,两球沿球心连线以相等速率相向而行,并发生碰撞,下列现象可能的是( )

A.若两球质量相同,碰后以某一相等速率互相分开 B.若两球质量相同,碰后以某一相等速率同向而行 C.若两球质量不同,碰后以某一相等速率互相分开 D.若两球质量不同,碰后以某一相等速率同向而行

2.如图所示,用细线挂一质量为M的木块,有一质量为m的子弹自左向右水平射穿此木块,穿透前后子弹的速度分别为v0和v(设子弹穿过木块的时间和空气阻力不计),木块的速度大小为( )

A.(mv0?mv)/M B.

(mv0?mv)/M

C.(mv0?mv)/(M?m) D.(mv0?mv)/(M?m)

3.载人气球原静止于高h的空中,气球质量为M,人的质量为m。若人要沿绳梯着地,则绳梯长至少是( )

A.(m+M)h/M B.mh/M C.Mh/m D.h

4.质量为2kg的小车以2m/s的速度沿光滑的水平面向右运动,若将质量为2kg的砂袋以3m/s的速度迎面扔上小车,则砂袋与小车一起运动的速度的大小和方向是( )

A.2.6m/s,向右 B.2.6m/s,向左 C.0.5m/s,向左 D.0.8m/s,向右 5.在质量为M的小车中挂有一单摆,摆球的质量为m0,小车(和单摆)以恒定的速度V沿光滑水平地面运动,与位于正对面的质量为m的静止木块发生碰撞,碰撞的时间极短。在此碰撞过程中,下列哪个或哪些说法是可能发生的( )

A.小车、木块、摆球的速度都发生变化,分别变为v1、v2、v3,满足

(M?m0)V?Mv1?mv2?m0v3

B.摆球的速度不变,小车和木块的速度变为v1和v2,满足MV?Mv1?mv2

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C.摆球的速度不变,小车和木块的速度都变为v,满足MV(M+m)v D.小车和摆球的速度都变为v1,木块的速度变为v2,满足

(M?m0)V?(M?m0)v1?mv2

6.车厢停在光滑的水平轨道上,车厢后面的人对前壁发射一颗子弹。设子弹质量为m,出口速度v,车厢和人的质量为M,则子弹陷入前车壁后,车厢的速度为( )

A.mv/M,向前 B.mv/M,向后 C.mv/(m+M),向前 D.0

7.向空中发射一物体,不计空气阻力。当此物体的速度恰好沿水平方向时,物体炸裂成a、b两块,若质量较大的a块的速度方向仍沿原来的方向,则( )

A.b的速度方向一定与原速度方向相反

B.从炸裂到落地的这段时间里,a飞行的水平距离一定比b的大 C.a、b一定同时到达水平地面

D.在炸裂过程中,a、b受到的爆炸力的冲量大小一定相等

8.两质量均为M的冰船A、B静止在光滑冰面上,轴线在一条直线上,船头相对,质量为m的小球从A船跳入B船,又立刻跳回,A、B两船最后的速度之比是_________________。

参考答案

1.A、D A为弹性碰撞模型,即有mv-mv=mv′-mv′,等式两侧分别为始末状态系统动量和。B如用数学表达式表示,则违反了动量守恒定律。对于C,令两球的质量分别是M和m,且M>m,碰前两球速率相同,合动量方向与大球的动量方向相同,碰后两球速率相等但方向相反,合动量方向仍与质量大者方向相同,由动量守恒定律可知,碰撞前后合动量不变(包括大小和方向);而C项,碰后合动量反向,∴C项错。D答案的数学表达式为

m1v?m2v?(m1?m2)v?,v′方向和质量大的物体初速方向相同,此结论是动量守恒定律

中“合二为一”类问题。物理模型为“完全非弹性碰撞”。

2.B 取向右为正方向,由动量守恒定律,mv0?mv?MV,

V?mv0?mvM

3.A 气球和人组成系统所受合外力为零,系统动量守恒,人相对地的速度是v,气球

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