20xx粵教版高中物理選修3-5第一章習題課動量守恒定律的應用(存儲版)
【正文】 圓槽和物塊組成的系統(tǒng)動量也不守恒．從 B→ C的過程中，小球對半圓槽的壓力方向指向右下方，所以半圓槽要向右推動物塊一起運動，因而小球參與了兩個運動：一個是沿半圓槽的 圓周運動，另一個是與半圓槽一起向右運動，小球所受支持力方向與速度方向并不垂直，此過程中，因為有物塊擋住，小球與半圓槽在水平方向動量并不守恒，在小球運動的全過程，水平方向動量也不守恒，選項 A、 B錯誤；當小球運動到 C點時，它的兩個分運動的合速度方向并不是豎直向上，此后小球做斜上拋運動，即選項 C錯誤；因為全過程中，整個系統(tǒng)在水平方向上獲得了水平向右的沖量，最終槽將與墻不會再次接觸，選項 D正確． [方法技巧題組 ] 5． (單選 )一彈簧槍可射出速度為 10 m/s 的鉛彈，現對準以 6 m/s 的速度沿光滑桌面迎面滑來的木塊 發(fā)射一顆鉛彈，鉛彈射入木塊后未穿出，木塊繼續(xù)向前運動，速度變?yōu)? m/，并假定鉛彈射入木塊后都不會穿出，則應再向木塊迎面射入的鉛彈數為 ( ) A． 5顆 B． 6顆 C． 7顆 D． 8顆 答案 D 解析 設木塊質量為 m鉛彈質量為 m2，取木塊運動的方向為正方向，第一顆鉛彈射入，有 m1v0－ m2v＝ (m1＋ m2)v1，代入數據可得 m1m2＝ 15，設再射入 n 顆鉛彈木塊停止，有 (m1＋m2)v1－ nm2v＝ 0，解得 n＝ 8. 6． (2021 角斜向上拋出的手榴彈，到達最高點時炸成質量分別是 m和 2m的兩塊．其中質量大的一塊沿著原來的方向以 2v0的速度飛行．求： (1)質量較小的另一塊彈片速度的大小和方向； (2)爆 炸過程有多少化學能轉化為彈片的動能． 答案 (1) 與爆炸前速度方向相反 (2)274 mv20 解析 手榴彈爆炸過程中，爆炸產生的作用力是內力，遠大于重力，因此爆炸過程中各彈片組成的系統(tǒng)動量守恒．因為爆炸過程火藥的化學能轉化為內能，進而有一部分轉化為彈片的動能，所以此過程系統(tǒng)的機械能 (動能 )增加． (1) 斜拋的手榴彈在水平方向上做勻速直線運動，在最高點 處爆炸前的速度 v1＝ v0cos 60176。 重慶 ＝ v1的方向為正方向，如圖所示，由動量守恒定律得 3mv1＝ 2mv1′ ＋ mv2. 其中爆炸后大塊彈片的速度 v1′ ＝ 2v0，小塊彈片的速度 v2為待求量，解得 v2＝－ ，“ － ” 號表示 v2的速度方向與爆炸前速度方向相反． (2)爆炸過程中轉化為動能的化學能等于系統(tǒng)動能的增量，即 Δ Ek＝ 122 mv1′ 2＋ 12mv22－12(3m)v21＝274 mv20. 9. 圖 6 如圖 6所示，質量為 m的子彈，以速度 v水平射入用輕繩懸掛在空中的木塊，木塊的質量為 M，繩長為 L，子彈停留在木塊中，求子彈射入木塊后的瞬間繩子張力的大?。? 答案 (m＋ M)g＋ m2v2m＋ M L 解析 物理過程共有兩個階段：射入階段和圓周運動階段．射入階段可認為木塊還未擺 動，繩子沒有傾斜，子彈 和木塊組成的系統(tǒng)水平方向不受外力作用，動量守恒．子彈停留在木塊中后以一定的速度做變速圓周運動，繩子傾斜，水平方向有了分力，動量不再守恒． 在子彈射入木塊的瞬間，子彈和木塊組成的系統(tǒng)動量守恒．取向左為正方向，由動量守恒定律得 0＋ mv＝ (m＋ M)v1 解得 v1＝ mvm＋ M. 隨后子彈和木塊整體以此初速度向左擺動做圓周運動．在圓周運動的最低點，整體只受重力 (m＋ M)g和繩子的拉力 F作用，由牛頓第二定律得 (取向上為正方向 ) F－ (m＋ M)g＝ (m＋ M)v21L 將 v1代入解得 F＝ (m＋ M)g＋ (m＋ M)v21
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