動量守恆定律經典習題

2023-01-19 17:00:03 字數 2437 閱讀 8029

例4、如圖所示,質量為0.4kg的木塊以2m/s的速度水平地滑上靜止的平板小車,車的質量為1.6kg,木塊與小車之間的摩擦係數為0.

2(g取10m/s2)。設小車足夠長,求:

(1)木塊和小車相對靜止時小車的速度。

(2)從木塊滑上小車到它們處於相對靜止所經歷的時間。

(3)從木塊滑上小車到它們處於相對靜止木塊在小車上滑行的距離。

分析:(1)以木塊和小車為研究物件,系統所受合外力為零,系統動量守恆,以木塊速度方向為正方向,由動量守恆定律可得:

木塊m 小車m

初:v0=2m/s v0=0

末:vv mv0=(m+m)v

(2)再以木塊為研究物件,其受力情況如圖所示,由動量定理可得

σf=-ft=mv-mv0

f=μmg

(3)木塊做勻減速運動,加速度

車做勻加速運動,加速度,由運動學公式

vt2-v02=2as可得:

在此過程中木塊的位移

車的位移

由此可知,木塊在小車上滑行的距離為δs=s1-s2=0.8m

即為所求。

另解:設小車的位移為s2,則木塊的位移為s1+δs,δs為木塊在小車上滑行的距離,也即小車與木塊之間的位移差。作出木塊、小車的v-t圖線如圖所示,則木塊在小車上的滑行距離數值上等於圖中陰影部分的三角形的「面積」。

13、如圖所示,物體a、b並列緊靠在光滑水平面上,ma=500g,mb=400g,另有乙個質量為100g的物體c以10m/s的水平初速度摩擦著a、b表面經過,在摩擦力的作用下a、b物體也運動,最後c物體在b物體上一起以1.5m/s的速度運動,求c物體離開a物體時,a、c兩物體的速度。

14、如圖所示,光滑的水平台子離地面的高度為h,質量為m的小球以一定的速度在高台上運動,從邊緣d水平射出,落地點為a,水平射程為s。如果在台子邊緣d處放一質量為m的橡皮泥,再讓小球以剛才的速度在水平高台上運動,在邊緣d處打中橡皮泥並同時落地,落地點為b。求ab間的距離。

例3、一顆手榴彈在5m高處以v0=10m/s的速度水平飛行時,炸裂成質量比為3:2的兩小塊,質量大的以100m/s的速度反向飛行,求兩塊落地點的距離。(g取10m/s2)

分析:手榴彈在高空飛行炸裂成兩塊,以其為研究物件,系統合外力不為零,總動量不守恆。但手榴彈在**時對兩小塊的作用力遠大於自身的重力,且水平方向不受外力,系統水平方向動量守恆,以初速度方向為正。

由已知條件:m1:m2=3:2

m1 m2

初:v0=10m/s v0=10m/s

末:v1=-100m/s v2m1+m2)v0=m1v1+m2v2

炸後兩物塊做平拋運動,其間距與其水平射程有關。

δx=(v1+v2)t

y=h=gt2

即為所求。

反饋練習

2、質量為50kg的人以8m/s的速度跳上一輛迎面駛來的質量為200kg、速度為4m/s的平板車。人跳上車後,車的速度為

a、4.8m/s b、3.2m/s c、1.6m/s d、2m/s

3、如圖所示,滑塊質量為1kg,小車質量為4kg。小車與地面間無摩擦,車底板距地面1.25m。

現給滑塊一向右的大小為5n·s的瞬時衝量。滑塊飛離小車後的落地點與小車相距1.25m,則小車後來的速度為

a、0.5m/s,向左 b、0.5m/s,向右 c、1m/s,向右 d、1m/s,向左

c、va:vb=3:2d、va:vb=2:3

6、質量為100kg的小船靜止在水面上,船兩端有質量40kg的甲和質量60kg的乙,當甲、乙同時以3m/s的速率向左、向右跳入水中後,小船的速率為

a、0 b、0.3m/s,向左 c、0.6m/s,向右 d、0.6m/s,向左

7、a、b兩滑塊放在光滑的水平面上,a受向右的水平力fa作用,b受向左的水平力fb作用而相向運動。已知ma=2mb,fa=2fb。經過相同的時間t撤去外力fa、fb,以後a、b相碰合為一體,這時他們將

a、停止運動 b、向左運動 c、向右運動 d、無法判斷

8、物體a的質量是b的2倍,中間有一壓縮的彈簧,放在光滑的水平面上,由靜止同時放開後一小段時間內

a、a的速率是b的一半 b、a的動量大於b的動量

c、a受的力大於b受的力 d、總動量為零

11、如圖所示,小球a以速率v0向右運動時跟靜止的小球b發生碰撞,碰後a球以的速率彈回,而b球以的速率向右運動,求a、b兩球的質量之比。

12、質量為10g的小球甲在光滑的水平桌面上以30cm/s的速率向右運動,恰遇上質量為50g的小球乙以10cm/s的速率向左運動,碰撞後,小球乙恰好靜止。那麼,碰撞後小球甲的速度多大?方向如何?

13、如圖所示,物體a、b並列緊靠在光滑水平面上,ma=500g,mb=400g,另有乙個質量為100g的物體c以10m/s的水平初速度摩擦著a、b表面經過,在摩擦力的作用下a、b物體也運動,最後c物體在b物體上一起以1.5m/s的速度運動,求c物體離開a物體時,a、c兩物體的速度。

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