高中物理选修3-5第十六章动量守恒定律同步训练(3)
时间:2025-03-09
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12、(6分)质量为M的小车,如图所示,上面站着一个质量为m的人,以v0的速度在光滑的水平面上前进。现在人用相对于地面速度大小为u水平向后跳出。求:人跳出后车的速度?
解:取向右为正方向,对人和车组成的系统动量守恒: (m+M)V0=-mu+MV 3分 所以:V=
(m M)V0 mu
M
2分
方向水平向右 1分
13、炮弹在水平飞行时,其动能为Ek0=800J,某时它炸裂成质量相等的两块,其中一块的动能为Ek1=625J,求另一块的动能Ek2
【错解】设炮弹的总质量为m,爆炸前后动量守恒,由动量守恒定律:P=P1+P2 ①
由动能和动量的关系有:p 由①②得:
2mEk
2mEk ②
2mEk2/2 整理并代入数据得:
2mEk1/2
Ek=225J。
【错解原因】主要是只考虑到爆炸后两块的速度同向,而没有考虑到方向相反的情况,因而漏掉一解。实际上,动能为625J的一块的速度与炸裂前炮弹运动速度也可能相反。
【正确解答】以炮弹爆炸前的方向为正方向,并考虑到动能为625J的一块的速度可能为正.可能为负,由动量守恒定律: P=P1+P2 ①
由动能和动量的关系有:p 由①②得:
2mEk ②
2mEk2/2
2mEk 2mEk1/2
整理并代入数据解得:Ek2=225J或4225J。(正确答案是另一块的动能为225J或4225J)。
【评析】从上面的结果看,炮弹炸裂后的总动能为(625+225)J=850J或
(625+4225)J=4850J。比炸裂前的总动能大,这是因为在爆炸过程中,化学能转化为机械能的缘故。
14、一个质量M=1kg的鸟在空中v0=6m/s沿水平方向飞行,离地面高度h=20m,忽被一颗质量m=20g沿水平方向同向飞来的子弹击中,子弹速度v=300m/s,击中后子弹留在鸟体内,鸟立即死去,g=10m/s2.求:(1)鸟被击中后的速度为多少?(2)鸟落地处离被击中处的水平距离.
【分析】子弹击中鸟的过程,水平方向动量守恒,接着两者一起作平抛运动。
解:把子弹和鸟作为一个系统,水平方向动量守恒.设击中后的共同速度为u,取v0的方向为正方向,则由:Mv0+mv=(m+M)u, 3
Mv0 mv1 6 20 10 300
得:u m/s=11.8m/s 3
M m
1 20 10
击中后,鸟带着子弹作平抛运动。
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12
由h gt得运动时间为:t
2
2hg
2 2010
s=2s
故鸟落地处离击中处水平距离为:S=ut=11.8〓2m=23.6m.
15、图中,轻弹簧的一端固定,另一端与滑块B相连,B静止在水平导轨上,弹簧处在原长状态。另一质量与B相同滑块A,从导轨上的P点以某一初速度向B滑行,当A滑过距离l1时,与B相碰,碰撞时间极短,碰后A、B紧贴在一起运动,但互不粘连。已知最后A恰好返回出发点P并停止。滑块A和B与导轨的滑动摩擦因数都为 ,运动过程中弹簧最大形变量为l2,求A从P出发时的初速度v0。
解.令A、B质量皆为m,A刚接触B时速度为v1(碰前), 由功能关系,有 mv02
21
12
mv1 mgl1 ①
2
A、B碰撞过程中动量守恒,令碰后A、B共同运动的速度为v2.有:mv1 2mv2 ②
碰后A、B先一起向左运动,接着A、B一起被弹回,在弹簧恢复到原长时,设A、
B的共同速度为v3,在这过程中,弹簧势能始末两态都为零,利用功能关系,有:
12
(2m)v2
2
12
(2m)v3 (2m)g(2l2) ③
1
2
此后A、B开始分离,A单独向右滑到P点停下,由功能关系有 mv32 mgl1
2
④由以上各式,解得 v0 g(10l1 16l2)
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第十六章 动量守恒定律(2)--单元测练 2006。5。
28
一、选择题
1、篮球运动员接传来的篮球时,通常要先伸出两臂迎接,手接触到球后,两臂随球迅速引至胸前.这样做可以(B)
A.减小球对手的冲量 B.减小球的动量变化率 C.减小球的动量变化量 D.减小球的动能变化量
2、如图所示,两个质量相等的物体在同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止自由滑下,到达斜面底端的过程中,两个物体具有的相同的物理量是(D)
A.重力的冲量 B.合力的冲量
C.刚到达底端时动量的水平分量 D.以上几个量都不同
3、如图所示,A、B两物体的质量比mA∶mB=3∶2,它们原来静止在平板车C上,A、B间有一根被压缩了的弹簧,A、B与平板车上表面间动摩擦因数相同,地面光滑.当弹簧突然释放后,则有(BC)
A.A、B系统动量守恒 B.A、B、C系统动量守恒 C.小车向左运动
D.小车向右运动
4、一个静止的放射性原子核处于垂直纸面向里的匀强磁场中,由于发生衰变而形成了如图3-11-8所示的两个圆形轨迹,两圆半径之比为1∶16,下列说法正确的是 ( A ) A.该原子核发生了
B.反冲核沿大圆做逆时针方向的圆周运动 C.原来静止的原子核的序数为15
D.沿大圆和沿小圆运动的柆子周期相同
5、如图所示,自行火炮连同炮弹的总质量为M,当炮管水平,火炮车在水平路面上以υ1的速度向右匀速行驶中,发射一枚质量为m的炮弹后,自行火炮的速度变为υ2,仍向右行驶,则炮弹相对炮筒的发射速度υ0为( B )
A. C.
m( 1 2) m 2
m
m( 1 2) 2m 2
m
B. D.
M( 1 2)
m
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