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1、选择题 甲乙两个人静止地站在光滑水平冰面上,当甲用力推乙时,甲乙分别向相反方向运动。已知甲乙的质量分别为45kg和50kg,则推后甲乙的速度大小之比为(?)
A.10∶9
B.1∶5
C.9∶10
D.1∶2
参考答案:A
本题解析:以两人为一个系统,水平方向不受外力,系统动量守恒,则
,故选A
点评:本题难度较小,首先应分析受力,判断动量是否守恒,规定正方向后列公式求解
本题难度:简单
2、简答题 如图,水平足够长光滑固定直杆AB上穿有质量为M的滑块,其上用光滑铰链着一个长为L的轻杆,杆的另一端固定着一个质量为M的小球,初始时,系统静止,轻杆水平。
小题1:1给小球以竖直向上的初速v01,球到达最高点时杆与水平方向呈θ角,(θ<900),求v01。
小题2:2给小球以竖直向上的初速v02,球到达最高点时的速度为v,求v02。
?
参考答案:
小题1:
?
小题2:
本题解析:
小题1:此题中须弄清的几个问题是,小球上升过程中,滑块是向左还是向右运动;小球到达最高点时是否有速度;此时滑块的速度方向如何;我们不妨这样来分析,若没有杆连接,则滑块不动,且小球将竖直向上运动。即最初杆有被拉伸的趋势。则滑块将向左运动。运动中小球和滑块在水平方向上不受外力,所以系统水平方向上动量守恒,①问中,假设小球在最高点时有水平向左的速度,则由水平方向动量守恒得滑块将有向右的速度,则上面的分析可知,滑块向左运动中出现向右的速度这是不可能的;若小球在最高点时有向左的速度,则由水平方向动量守恒可知,这时滑块将具有水平向左的速度,二者速度相反,则小球还是要上升,那么此时的位置就不是最高的;若小球具有向上或向下的速度,即小球处于上升或下降的过程中,则小球此时的位置也不是最高的。
①问中小球在最高点时不可能有速度。即速度为0,则由系统水平方向动量守恒得滑块此时的速度也是0,
则由系统机械能守恒(并非小球的机械能守恒)
得?
mv012=mgLsinθ,?解得v01=
?
小题2:2问中小球在最高点时的速度不为0,即小球到达最高点时轻杆竖直且速度向右。
由水平方向动量守恒得
mv-Mvx=0
又由系统机械能守恒
mv022=mgL+
mv2+
Mvx2
以上两式联立,可解得v02=
本题难度:简单
3、计算题 如图,ABD为竖直平面内的光滑绝缘轨道,其中AB段是水平的,BD段为半径R=0.2m的半圆,两段轨道相切于B点,整个轨道处在竖直向下的匀强电场中,场强大小E=5.0×103V/m。一不带电的绝缘小球甲,以速度υ0沿水平轨道向右运动,与静止在B点带正电的小球乙发生弹性碰撞。已知乙球的质量为m=1.0×10-2kg,乙所带电荷量q=2.0×10-5C,甲球质量为乙球质量的k倍,g取10m/s2。(水平轨道足够长,甲、乙两球可视为质点,整个运动过程无电荷转移)
【小题1】若k=1,且甲乙两球碰撞后,乙恰能通过轨道的最高点D,求甲的速度υ0;
【小题2】若k>1,且甲仍以(1)中的速度υ0向右运动,求乙在轨道上的首次落点到B点的距离范围。
参考答案:
【小题1】
【小题2】
本题解析:(1)在乙恰能通过轨道的最高点的情况下,设乙到达最高点的速度为vD,乙离开D点到达水平轨道的时间为t,乙的落点到B点的距离为x,则ks5u
① (1分)
设碰撞后甲、乙的速度分别为v甲、v乙,根据动量守恒和机械能守恒定律有:
② (1分)
③ (1分)
联立②③得:
④ (1分)
由k=1,则
由动能定理得:
⑤ (1分)
联立①④⑤得:
⑥ (1分)
(2)甲、乙完全弹性碰撞,碰撞后甲、乙的速度分别为v甲、v乙,由②③得
解得
⑦ (1分)
又k>1,则
⑧ (1分)
设乙球过D点的速度为
,由动能定理得
⑨ (1分)
解得:
⑩ (1分)
设乙在水平轨道上的落点到B点的距离为
,则有:
11
12 (1分)
联立121314得:
(1分)
本题难度:一般
4、简答题 1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子.科学研究表明其核反应过程是:α粒子轰击静止的氮核后形成了不稳定的复核,复核发生衰变放出质子,变成氧核.设α粒子质量为m1,初速度为v0,氮核质量为m2,质子质量为m0,氧核的质量为m3,不考虑相对论效应.
①写出α粒子轰击氮核的核反应方程;
②α粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间,复核的速度为多大?
③求此过程中释放的核能.
参考答案:①根据质量数和电荷数守恒可得α粒子轰击氮核方程为:
147N+42He→178O+11H?
?②设复核的速度为v,由动量守恒定律得:
m1v0=(m1+m2)v?
解得:v=m1v0m1+m2?
③核反应过程中的质量亏损:△m=m1+m2-m0-m3
反应过程中释放的核能:
△E=△mc2=(m1+m2-m0-m3)?c2
答:①α粒子轰击氮核的核反应方程为147N+42He→178O+11H.
②复核的速度为v=m1v0m1+m2.
③该核反应过程中释放的核能为(m1+m2-m0-m3)c2.
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 如图所示,质量相等的A、B两小物块在光滑水平面上沿同一直线同向运动,动量分别为pA="8.0" kg·m/s,pB="4.0" kg·m/s.A追上B并与B相碰,碰后A、B的动量分别为pA′和pB′,pA′、pB′的值可能为(? )

A.pA′=pB′="6.0" kg·m/s?
B.pA′="9.0" kg·m/s,pB′="3.0" kg·m/s
C.pA′="-2.0" kg·m/s,pB′="14.0" kg·m/s?
D.pA′="-4.0" kg·m/s,pB′="17.0" kg·m/s
参考答案:A
本题解析:本题考查的是动量守恒定律的问题,两个物块质量相等,相向运动,相碰之后任何一个物块的动量不可能超过碰前其中一个物块的动量,故只有A符合;
本题难度:简单
The wish is father to the thought. 思考源于愿望. /心有所欲,脑有所思.