《动量》练习答案。
1.b 2.d 3.a 4.c 5.a
6.解:(1)6.28s;(2)v1‘=0.4m/s,v2’=0.7m/s
7.解:设a的质量为m,则b和c的质量分别为2m和3m,当炸药**后,a向左运动,设a的速度为v.根据动量守恒得b的速度为v/2,方向向右。而c车开始向右运动。
当b相对于车静止时,设a的速度为va,b和c的速度为vc,则a、b、c组成的系统有。
mva-(2m+3m) vc=0
对**a=v-aatb
对bvc=v/2-abtb
加速度大小aa=ab=μg
得tb=3v/8μg
而当a相对于车c静止,系统都将处于静止状态,故 ta=v/μg
所以ta :tb=8:3
8.解:乙跳出过程中系统总动量守恒,即。
mv=2mv1, v1=2.5m/s
在甲跳出过程中,甲和木板的动量守恒,即。
2mv2=mv-mv3
得v=2v2+v3
木板往返路程都为s,加速度为a
v12-v22=2as,v32=2as
解得v2=1.5m/s,v3=2.0m/s.
另一组解(v2=2.5m/s,v3=0m/s)舍去。
9.解:1)开始木板向右加速运动,a与木板相对静止后,与木板不再相对滑动。
木板在b的摩擦力作用下继续加速,直到b与木板也相对静止,此时木板速度达到最大,设为vm,由动量守恒定律有。
mv0+m×2v0=(m+m+2m)vm
解得vm=3v0/4
(2)a与木板刚达到相对静止时速度最小,设为vmin
解法一:aa=ab=μg ,方向向右,a板=μg ,方向向左。
对**min= v0-μgt
对bvmin=μgt
所以vmin= v0/2
解法二:a、b动量改变相同。
2m(v0-vmin)=2m(vmin-0)
vmin= v0/2
10.解:1)在从开始到第一个小木块与木板达到共同速度v1的过程中,每个小木块加速度均为a=μg,各个小木块动量变化均相同,所以由动量守恒定律有。
nm(v0-v1)= nm v1
则v1= v0/2
2)由整体动量守恒可知。
m(v0+2 v0+3 v0+…+n v0)=2n m vn
解出vn=(n+1)v0/4
对第n块,由动量定理有。
μmgt=m(nv0-vn)
所以t=(3n-1)v0/4μg
11.解:1)第一颗子弹射入木块过程中动量守恒。
解得: v1′=3m/s
木块向右做减速运动。
加速度 a =μg =5m/s2
木块速度减小为零所用时间为。
解得t1= v1′/ a =0.6s<1s
所以木块在被第二颗子弹击中前向右运动离a点最远时,速度为零,移动距离为=0.9m
(2)在第二颗子弹射中木块前,木块在向左作加速运动,时间为。
t2=1s-0.6s=0.4s
速度增大为 v2=at2=2m/s(恰与传送带同速。
向左移动的位移为s2= at22/2=0.4m
所以两颗子弹射中木块的时间间隔内,木块总位移为。
s0=s1-s2=0.5m 方向向右
第16颗子弹击中前,木块向右移动的位移为s=15 s0=7.5m
第16颗子弹击中后,木块将会再向右先移动0.9m,总位移为0.9m+7.5m=8.4m>8.3m木块将从b端落下.
所以木块在传送带上最多能被16颗子弹击中.
12.解。1)a、b碰撞中,由a、b组成的系统动量守恒,即。
m**a=m**a′+mbvb′
由va=10m/s,vb′=9m/s可得。
va′=8.5m/s
2)对a、c系统,若达到共同速度v时,c未离开a,则。
m**a′=(m a+mc)v
解出v= m**a′/(m a+mc)=8.23m/s
设c在磁场中运动的最大速度为vc,则。
qvcb= mc g
解出vc=5 m/s<8.32 m/s
可见c与a达到共同速度前,已离开a,设c离开a时a的速度为va″,则。
m**a′= m a va″+mcvc
所以va″=25/3m/s=8.33 m/s
13.解。1)当a和b在车上都滑行时,a向右减速,b向左减速,小车向右加速,所以首先是a物块速度减小到与小车速度相等。
设a减速到与小车速度大小相等时,所用时间为t1,其速度大小为v1,则:
v1=v0-aat1
mag=maaa
v1=a车t1
mag-μmbg=ma车
解得 v1=1.4m/s, t1=2.8s
2)根据动量守恒定律有。
m**0-mbv0=(m+ma+mb)v
v=1m/s
总动量向右, 当a与小车速度相同时,a与车之间将不再相对滑动。设a与小车相对静止时,b的速度为vb,则。
m**0-mbv0=(m+ma) v1+mbvb
求出 vb=-1.4m/s
设再经过t2时间小物块a与b、车速度相同,则对b
v=vb+abt2
mbg=mbab
解得 t2=1.2s
所以a、b在车上都停止滑动时,车的运动时间为t=t1+t2=4.0s.
求t另解:以向左为正方向,对b
μmbgt=-mb v -mb v0
t=4.0s
(3)由(1)可知t1=2.8s时,小车的速度为v1=1.4m/s,在0~t1时间内小车做匀加速运动。
在t1~t2时间内小车做匀减速运动,末速度为v=1.0m/s,小车的速度—时间图如图所示。
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