高中物理选修3-5第十六章动量守恒定律同步训练(9)
发布时间:2021-06-08
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1(m1 m2)v02
2
2
因为Ep≥0,故得
m1
≤
1(m1 m2)v02
22
m2
,
即m1≥m2,与已知条件m1<m2不符。可见滑块B的速度永不为零,即在以后的运动中,不可能出现滑块B的速度为零的情况。 11、如图所示,在光滑水平面上有一辆质量M=4Kg的平板小车,车上的质量为m=1.96Kg的木块,木块与小车平板间的动摩擦因数μ=0.2,木块距小车左端1.5m,车与木块一起以V=0.4m/s的速度向右行驶。一颗质量m0=0.04Kg的子弹水平飞来,在很短的时间内击中木块,并留在木块中,(g=10m/s2)
(1)如果木块不从平板车上掉下来,子弹的初速度可能多大?
(2)如果木块刚好不从车上掉下来,从子弹击中木块开始经过3s小车的位移是多少?
11解:(1)设子弹的初速度为V0,射入木块后的共同速度为V1,木块和小车初速度大小V=0.4m/s,以向左为正,则由动量守恒有:
m0v0 - mv =(m+m0)v1 ……① 显然V0越大,V1越大,它在平板车上滑行距离越大。若它们相对平板车滑行s=1.5m,则它们恰好不从小车上掉下来,它们跟小车有共同速度V’,有:
(m+m0)v1-Mv =(m+m0+M)v’ ……②
由能量守恒定律有:
Q=μ(m0+m)g s =(m m0)v12
21
12Mv
2
12
(m0 m M)v ……③
,2
由①②③,代入数据可求出v’=0.6m/s. v0 =149.6m/s. 但要使木块不掉下来:v0≤149.6m/s.
(2)从子弹射入木块开始时,小车作匀减速运动,加速度: a =μ(m+m0)g/M =1m/s2。
小车经过时间t1速度为v’,有v’= -v +at1 解得:t1=1s。
在这段时间内通过的位移:S1= vt1
12
at1 0.1m
2
(
小车在t2 = t-t1=2s内做匀速运动,通过位移为:s2 = v’t2=1.2m。 故小车在3S内的总位移S总=S1+S2=1.3m.
12、水平放置的光滑水平金属导轨由宽窄两个部分连接而成,宽处是窄处的2倍,两根质量均为m金属棒ab、cd均垂直于导轨放置,如图所示,匀强磁场垂直于导轨平面,若cd不固定,给ab一个水平向右的初速度v0, 则此后的过程中,回路里产生的热量?(导轨足够长)
12解:ab棒运动切割磁感线产生感应电动势,感应电流,ab棒受
安培力向左,为阻力,cd棒受安培力向右,为动力,cd棒向右运动,产生反向的感应电动势,感应电流,合感应电动势不断减小,ab棒和cd棒受安培力大小不等,但都不断减小。
最后ab棒和cd棒切割磁感线产生感应电动势相等,合感应电动势,ab棒和
cd
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