题目内容
10.如图,地面光滑,质量为m1与m2的物块由轻质弹簧相连,共同以v0=5m/s的速度向右匀速运动,m2与原来静止的质量为m3的物块碰撞后立即黏在一起,已知m1=m2=1kg,m3=4kg,求:(1)m2与m3碰撞后黏在一起后瞬间的速度;
(2)以后的运动过程中当m1的速率为1m/s时,弹簧内部的弹性势能.
分析 (1)m2与m3发生碰撞的过程,遵守动量守恒定律,由此列式,求得两者黏在一起后瞬间的速度.
(2)当m1的速率为1m/s时,根据动量守恒求出m2与m3的速度.由机械能守恒求解弹性势能.
解答 解:(1)m2与m3碰撞过程系统的动量守恒,以向右方向为正方向.由动量守恒定律得:
m2v0=(m2+m3)v共
代入数据解得:v共=1m/s,方向向右
(2)当m1的速率为1m/s时,以向右方向为正方向,由动量守恒定律可得:
(m1+m2)v0=m1v1+(m2+m3)v2 …①
若m1的速度向右,v1=1m/s,代入①解得:v2=1.8m/s
由能量守恒定律得:$\frac{1}{2}$m1v02+$\frac{1}{2}$(m2+m3)v共2=$\frac{1}{2}$m1v12+$\frac{1}{2}$(m2+m3)v22+Ep…②
代入数据解得:EP=6.4J
若m1的速度向左,v1=-1m/s,代入①解得:v2=2.2m/s
代入②式解得:EP=2.4J
答:(1)m2与m3碰撞后黏在一起后瞬间的速度是1m/s,方向向右;
(2)以后的运动过程中当m1的速率为1m/s时,弹簧内部的弹性势能是6.4J或2.4J.
点评 本题是含有非弹性碰撞的过程,不能全过程列出机械能守恒方程,这是学生经常犯的错误.还要注意速度是矢量,只知道速率时要考虑速度的方向有两种,不能漏解.
练习册系列答案
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18.升降机地板上放一个木箱质量为m,当它对地板的压力为N=1.2mg时,升降机可能的运动情况是( )
A. | 减速上升 | B. | 加速下降 | C. | 匀速上升 | D. | 加速上升 |
2.如图所示,光滑水平面上有质量均为m的物块A和B,B上固定一轻质弹簧,B静止,A以速度v0水平向右运动,从A与弹簧接触至弹簧被压缩到最短的过程中( )
A. | A、B的动量变化量相同 | B. | A、B的动量变化率相同 | ||
C. | A、B系统的总动能保持不变 | D. | A、B系统的总动量保持不变 |
19.下列说法正确的是( )
A. | 氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子 | |
B. | 利用γ粒子散射实验可以估算原子的半径 | |
C. | 原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律 | |
D. | 发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关 |