《动量》练习答案

发布 2022-06-25 12:40:28 阅读 5353

《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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