最新动量守恒定律练习题

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ABCv动量守恒定律练习题 1.如图所示:在水平面上放置质量为M=800g的木块,一质量为m=50g的子弹以v0=170m/s的水平速度射入木块,最终与木块一起运动,若木块与地面间的动摩擦因数=0.2,求木块在地面上滑行的距离。(g取10m/s2)

2.两磁铁各放在一辆小车上,小车能在水平面上无摩擦地沿同一直线运动。已知甲车和磁铁的总质量为0.5kg,乙车和磁铁的总质量为1.0kg。两磁铁的N极相对,推动一下,使两车相向运动。某时刻甲的速率为2m/s,乙的速率为3m/s,方向与甲相反。两车运动过程中始终未相碰。求: (1)两车最近时,乙的速度为多大? (2)甲车开始反向运动时,乙的速度为多大?

3.如图所示,木板A质量mA=1kg,足够长的木板B质量mB=4kg,质量为mC=2kg的 木块C置于木板B上,水平面光滑,B、C之间有摩擦。现使A以v0=10m/s的初速度向右运动,与B碰撞后以4m/s速度弹回。求: (1)B运动过程中的最大速度。 (2)C运动过程中的最大速度。

4、两物块A、B用轻弹簧相连,质量均为2 kg,初始时弹簧处于原长,A、B两物块都以v=6 m/s的速度在光滑的水平地面上运动,质量4 kg的物块C静止在前方,如图所示。B与C碰撞后二者会粘在一起运动。求在以后的运动中: (1)当弹簧的弹性势能最大时,物块A的速度为多大? (2)系统中弹性势能的最大值是多少? *(3)A物块的速度有可能向左吗?简略说明理由? 5.如图所示,甲车质量为kgm21,静止在光滑水平面上,上表面光滑,右端放一个质量为kgm1的小物体. 乙车质量为kgm42,以smv/50的速度向左运动,与甲车碰撞后,甲车获得smv/81的速度,物体滑到乙车上. 若乙车足够长,上表面与物体的动摩擦因数为2.0,求: (1)甲、乙两车碰后瞬间,乙车的速度; (2)物体在乙车表面上滑行多长时间相对乙车静止?(取2/10smg)

6、如图所示,光滑半圆轨道竖直放置,半径为R,一水平轨道与圆轨 道相切,在水平光滑轨道上停着一个质量为M = 0.99kg的木块,一颗质量为m = 0.01kg的子弹,以vo = 400m/s的水平速度射入木块中,然后一起运动到轨道最高点水平抛出,当圆轨道半径R多大时,平抛的水平距离最大? 最大值是多少? (g取10m/s2)

7. 如图所示,在距水平地面高h=0.80m的水平桌面一端的边缘放置一个质量m=0.80kg的木块B,桌面的另一端有一块质量M=1.0kg的木块A以初速度v0=4.0m/s开始向着木块B滑动,经过时间t=0.80s与B发生碰撞,碰后两木块都落到地面上。木块B离开桌面后落到地面上的D点。设两木块均可以看作质点,它们的碰撞时间极短,且已知D点距桌面边缘的水平距离s=0.60m,木块A与桌面间的动摩擦因数μ=0.25,重力加速度取g=10m/s2。求: (1)两木块碰撞前瞬间,木块A的速度大小; (2)木块B离开桌面时的速度大小; (3)木块A落到地面上的位置与D点之间的距离。

8.如图所示,abc是光滑的轨道,其中ab是水平的,bc为与ab相切的位于竖直平面内

M m v0

D s h A B 的半圆,半径R=0.30 m,质量m=0.20 kg的小球A静止在轨道上,另一质量M=0.60 kg,速度v0=5.5 m/s的小球B与小球A正碰.已知相碰后小球A经过半圆的最高点c落到

轨道上距b点为l=42R处,重力加速度g=10 m/s,求: (1)碰撞结束后,小球A和B的速度的大小; (2)试论证小球B是否能沿着半圆轨道到达c点.

9.如图所示,在小车的右端高h=0.20m的支架上固定着一个半径为R的1/4圆弧 光滑导轨,一质量为研= 0.2kg的物体从圆弧的顶端无摩擦地滑下,离开圆弧后刚好落到车的左端边沿,车与支架的总质量M=2kg,车身长L=0.22m,车与水平地面间的摩擦不计,重力加速度g =10m/s2,求: (1) 小球离开圆弧轨道下降高度h.所用的时间; (2) 小球滑到圆弧底端时小球和车的速度大小; (3) 圆弧半径R。

10.如图,质量为m的b球用长h的细绳悬挂于水平轨道BC的出口C处。质量也为m的小球a,从距BC高h的A处由静止释放,沿ABC光滑轨道滑下,在C处与b球正碰并与b粘在一起。

已知BC轨道距地面的高度为0.5h,悬挂b球的细绳能承受的最大拉力为2.8mg。试问: (1)a与b球碰前瞬间的速度多大? (2)a、b两球碰后,细绳是否会断裂?若细绳断裂,小球在DE水平面上的落点距C的水平距离是多少?若细绳不断裂,小球最高将摆多高?

11.如图所示,水平桌面的右端有一质量为m的物块B,用长为L的不可伸长的细线悬挂,B对水平桌面压力刚好为零,水平桌面离地面的高度为h=5.0m,

另一质量为2m的物块A在距水平桌面的右端s = 4.0m处以v

0

=5.0m/s的水平初速度向右运动,并与B发生弹性碰撞,已知A与

桌面间的动摩擦因数为μ=0.2,物块均可视为质点,取g = 10m/S2。 (1)求A与B碰撞前的速度大小; (2)求碰撞后A的落地点与桌面右端的水平距离x; (3)要使物块A与物块B碰后,悬挂的细线始终有拉力,试求细线的长度L。

12.如图所示 ,粗糙斜面与光滑水平面通过半径可忽略的光滑小圆弧平滑连接,斜面倾角 θ = 37°,A、C、D滑块的质量为 mA= mC= mD= m = 1 kg,B滑块的质量 mB = 4 m = 4 kg(各滑块均视为质点)。A、B间夹着质量可忽略的火药。K为处于原长的轻

质弹簧,两端分别连接住B和C。现点燃火药(此时间极短且不会影响各物体的质量和各表面的光滑程度),此后,发现A与D相碰后粘在一起,接着沿斜面前进了L = 0.8 m 时速度减为零,此后设法让它们不再滑下。已知滑块A、D与斜面间的动摩擦因数均为 μ = 0.5,取 g = 10 m/s2,sin37° = 0.6,cos37°= 0.8。求: (1)火药炸完瞬间A的速度vA; (2)滑块B、C和弹簧K构成的系统在相互作用过程中,弹簧的最大弹性势能Ep。(弹簧始终未超出弹性限度)。

1.解:vmMmv)(0① 得smmMmvv/100②

A θ C B K D A D 火药 L gsmMvmM)()(212③

得ms25④ 评分标准:本题共8分,①②③④各2分。 2.(1)两车相距最近时,两车的速度相同,设该速度为,取乙车的速度方向为正方向。由动量守恒定律得

)(乙甲甲甲乙乙mmmm

(3分)

所以两车最近时,乙车的速度为 smsmsmmmm/33.1/34/15.025.031乙甲

甲甲乙乙

 (2分)

(2)甲车开始反向时,其速度为0,设此时乙车的速度为乙,由动量守恒定律得 乙乙m-乙乙甲甲

mm

(3分)

得smsmmmm/2/125.031乙甲甲乙乙乙 (2分) 3解:(1)B碰后瞬间速度最大,由动量守恒定律得: BBAAAvmvmvm)(0 (3分)

∴smsmmvvmvBAAB/5.3/4)410(1)(0 (1分) (2)B、C以共同速度运动时,C速度最大,由动量守恒定律得 CCBBBvmmvm)( (3分)

∴smsmmmvmvCBBBB/37/245.34 (1分) 4、答案: (1)当A、B、C三者的速度相等时弹簧的弹性势能最大. (2分)

由A、B、C三者组成的系统动量守恒,()()ABABCABCmmvmmmv (1分)

解得 (22)6/3/224ABCvmsms (2分) (2)B、C碰撞时B、C组成的系统动量守恒,设碰后瞬间B、C两者速度为BCv,则 mBv=(mB+mC) BCv BCv=4262=2 m/s (1分) 设物ABC速度相同时弹簧的弹性势能最大为Ep, 根据能量守恒Ep=21(mB+mC)2BCv +21mAv2-21(mA+mB+mC) 2ABCv

=21×(2+4)×22+21×2×62-21×(2+2+4)×32=12 J (3分) (3) A不可能向左运动 (1分) 取向右为正,由系统动量守恒,()()ABAABCBCmmvmvmmv

若 A向左,Av<0,即得BCv>4 m/s (1分) 则A、B、C动能之和2211()4822AABCBCEmvmmvJ (1分) 而系统的总机械能E=Ep+21 (mA+mB+mC)2ABCv =12+36=48 J (1分) 根据能量守恒定律,E>E是不可能的 (1分)

5解析:(1)乙车与甲车碰撞过程中,小物体仍保持静止,甲、乙组成的系统动量守恒, 112202vmvmvm 乙车速度为smmvmvmv/148254211022,方向

仍向左 (2)小物体m在乙上滑至两者有共同速度的过程中动量守恒:Vmmvm)(222

有 smmmvmV/8.04114222,对小物体m是作匀加速直线运动,应用牛顿第二定律得a=μg 又有sgVaVt4.0//

6、 对子弹和木块应用动量守恒定律: 10)(Mmm (2分) 所以 sm/41 (2分)

对子弹、木块由水平轨道到最高点应用机械能守恒定律,取水平面为零势能面:有 RgMmMmMm2)()(21)(212221 (4分)

所以 R40162 (2分)