一质量为M的平板小车上,站着n个质量均为m的人,车原来静止在光滑的水平地面上,人相对车静止,现在n个人从车的后端跳下,从车上跳下时,人相对于小车的速度均为u,试
题型:宿迁模拟难度:来源:
一质量为M的平板小车上,站着n个质量均为m的人,车原来静止在光滑的水平地面上,人相对车静止,现在n个人从车的后端跳下,从车上跳下时,人相对于小车的速度均为u,试求在下列两种情况下: (1)n个人同时从车的后端跳下后,小车运动的速度多大? (2)车上的人依次都从车的后端跳下,那么当车上的人全都跳下车后,小车运动的速度是多大? |
答案
(1)以平板小车和n个人为系统,设n个人同时从车上跳下后,小车的速度为v, 根据系统动量守恒,有 0=Mv+nm(v-u), 解得v= (2)根据动量守恒定律,设第一个人跳下后小车的速度为v1,于是有: 0=[M+(n-1)m]v1+m(v1-u) ∴v1= 同理,设第二个人跳下后小车的速度为v2,于是有: [M+(n-1)m]v1=[M+(n-2)m]v2+m(v2-u) ∴v2=+ 第三个人跳下后小车的速度为v3,于是有: [M+(n-2)m]v2=[M+(n-3)m]v3+m(v3-u) ∴v2=++ … 第n个人跳下后小车的速度为vn,于是有[M+m]vn-1=Mvn+m(vn-u) ∴vn=++…++ 答:(1)n个人同时从车的后端跳下后,小车运动的速度v= (2)车上的人依次都从车的后端跳下,那么当车上的人全都跳下车后,小车运动的速度是vn=++…++ |
举一反三
(选修模块3-5) (1)下列说法正确的是______ A.康普顿效应和电子的衍射现象说明粒子的波动性 B.α粒子散射实验可以用来确定原子核电荷量和估算原子核半径 C.氢原子辐射出一个光子后能量减小,核外电子的运动加速度减小 D.比结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢靠,原子核越稳定 (2)一个高能γ光子,经过重核附近时与原子核场作用,能产生一对正负电子,请完成相应的反应方程:γ→______. 已知电子质量me=9.10×10-31kg,光在真空中的传播速度为速为c=3.00×108m/s,则γ光子的能量至少为______J. (3)一质量为M的航天器远离太阳和行星,正以速度v0在太空中飞行,某一时刻航天器接到加速的指令后,发动机瞬间向后喷出质量为m的气体,气体向后喷出的速度大小为v1,求加速后航天器的速度大小.(v0、v1均为相对同一参考系的速度) |
物理选修3-5 (1)太阳内部发生的核反应主要是轻核的聚变,太阳中存在的主要元素是氢,氢核的聚变反应可以看做是4个氢核(H)结合成1个氦核(He).下表中列出了部分粒子的质量(1u相当于931.5MeV的能量)
粒子名称 | 质子p | α粒子 | 电子e | 中子n | 质量/u | 1.0073 | 4.0015 | 0.00055 | 1.0087 | (1)卢瑟福提出了原子的核式结构模型,这一模型建立的基础是 A.α粒子的散射实验 B.对阴极射线的研究 C.天然放射性现象的发现 D.质子的发现 (2)质量为5kg的物体A,以一定的速度v沿光滑的水平面运动,跟迎面而来速度大小为v的物体B相碰撞,碰后两个物体结合在一起沿碰前A的方向运动,且它们的共同速度大小为v.求B物体的质量. | 在同一水平面上有A、B两物体,A某时刻的速度为2m/s,以0.2m/s2的加速度匀减速前进,2s后与原来静止的B发生碰撞.碰撞后A以撞前速率的一半反向弹回,仍作匀减速运动,加速度的值不变.B获得0.6m/s的速度以0.4m/s2的加速度匀减速前进.不计碰撞所用的时间,求B停止时A、B之间的距离. | 静止在匀强磁场中Li俘获一个速度v0=7.7×104的中子而发生核反应,生成一个He和一个未知粒子X,若已知He的速度v2=2.0×104m/s,其方向与反应前中子的方向相同,试求: ①写出核反应方程式并求X粒子元素符号和x,y ②求出未知粒子X的速度大小和方向. |
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