高中物理:“动量守恒”中的经典模型与类比解题

,由人、船整个系统在水平方向上满足动量守恒,则:



无关;

,在系统满足动量守恒的方向上,人船的位移与质量成正比;

,分式中的分子m为船上一端移到另一端的“净质量”,分母M+m为船和船上所有物体的质量和。

,当士兵发射了

颗子弹后稍做休息,又发射了

颗子弹,并全部击中靶子,求车后退的距离________。

,由模型特征得

。


,设球上升的高度为

,绳长至少为L,则由

得

。

。


,斜面长为L,斜劈的顶端有一质量为m的小球,当小球滑到斜劈的低端时,求斜劈后退的距离。

。

。

水平射向木块,设木块没有被射穿且子弹受到的阻力f恒定,求


最大,由动量守恒列式



,所以木块的最短水平长度为





表示子弹原有动能,系统内能增加

。

等于系统其他形式能的增加;

的小木块以水平速度为

滑上一个静止在光滑地面上的平板车,如图5所示,平板车的质量

,若木块没有滑出平板车,它们之间的动摩擦因数为

,

,求



,回路中其余部分的电阻不计。在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B,两导体棒均可沿导轨无摩擦的滑行。开始时cd棒静止,棒ab有指向棒cd的初速度

,若两导体棒在运动中始终不接触,求在运动中ab棒产生的焦耳热是多少?


等于系统产生的焦耳热

,



粒子轰击一个静止的

核发现质子。上面的核反应可以用下面的模型来认识。运动

粒子撞击一个静止的

核,它们暂时形成一个整体(复合核),随即复合核迅速转化成一个质子和一个原子核,已知复合核发生转化需要1.19MeV,要想发生该核反应,入射的

粒子的动能至少为多少?

粒子撞击一个静止的

核符合动量守恒,系统损失的动能转化为复合核转化所需要的能量为

,所以入射

粒子的动能

。

,B物体静止在光滑的平面上,A以初速度

与B物体发生正碰,求碰后A物体速度为

和B物体速度

的大小和方向。

方向为正方向




时,

,A物体静止,B物体以A的初速度运动,速度发生互换;

,则

,即物体A、B同方向运动,因

,所以速度大小

,即两小球不会发生第二次碰撞。其中当

,

,即当质量很大的物体A碰撞质量很小的物体B,物体A的速度几乎不变,物体B以2倍于物体A的速度和物体A同向运动。

时,则

,即物体A、B反方向运动,其中,当

时,

,即物体A以原速度的大小弹回,物体B静止不动。


。


,由于M>>m,着地后,大球反弹,以速度v碰撞小球,小球获得竖直向上的速度2v;同时小球以速度v碰撞大球,必然以速度v返回,所以小球以速度3v反弹,则小球从大球顶部反弹的最大高度为



光滑圆弧的轨道、质量为M的滑车静止于光滑的水平面上,如图9所示。一个质量为m的小球以速度

水平冲向滑车,当小球在返回并脱离滑车时,下列说法可能正确的是( )


分别表示两摆球A、B的质量,则( )

,下次碰撞发生在平衡位置的右侧

,下次碰撞发生在平衡位置的左侧


时,A球以

与B球在平衡位置发生弹性碰撞,速度互换,A球静止;当B球反向摆回,以

的速度与A球在平衡位置再次发生弹性碰撞,如此反复;

时,A球与B球在平衡位置发生第一次碰撞,因

,所以两球同向右摆动,各经过半个周期后第二次到达平衡位置。因两摆球的摆线等长,故两摆球的周期相等,所以两球同时到达平衡位置,在平衡位置发生第二次碰撞。同理,当

,两球也在平衡位置发生第二次碰撞,故答案应选C、D。

的火药能量释放,其中有

的能量转化为系统的内能,求炮弹和炮车的动能各为多少?

,由动量守恒得

,即动量大小关系


,系统机械能的增加量为

,则由能量守恒得


;

;

,即炮弹和炮车获得动能与其质量成反比。

圆弧轨道的滑块静止在光滑的水平面上,此滑块的质量为M,一个质量为m的小球静止从A点释放,当小球从滑块B处水平飞出时,求滑块的动能。




,由动能定理

得小球的最大速度

。
