正确率60.0%小球$${{P}{、}{Q}}$$相向运动,$${{P}}$$的动量大小为$$1 0 ~ k g \cdot m / s, ~ Q$$的动量大小为$$6 ~ k g \cdot m / s$$,两球碰撞之后的总动量$${{(}{)}}$$
C
A.大小为$$1 0 ~ k g \cdot m / s$$,方向与碰撞之前$${{P}}$$的动量方向相同
B.大小为$$1 0 ~ k g \cdot m / s$$,方向与碰撞之前$${{Q}}$$的动量方向相同
C.大小为$$4 \ k g \cdot m / s$$,方向与碰撞之前$${{P}}$$的动量方向相同
D.大小为$$4 \ k g \cdot m / s$$,方向与碰撞之前$${{Q}}$$的动量方向相同
3、['弹性碰撞', '完全非弹性碰撞', '非完全弹性碰撞']正确率40.0%质量为$${{m}{、}}$$速度为$${{v}}$$的$${{A}}$$球与质量为$${{3}{m}}$$的静止$${{B}}$$球发生正碰,碰撞后$${{B}}$$球的速度大小可能是()
B
A.$${{0}{.}{6}{v}}$$
B.$${{0}{.}{4}{v}}$$
C.$${{0}{.}{2}{v}}$$
D.$${{v}}$$
4、['动能定理的简单应用', '非完全弹性碰撞']正确率40.0%质量为$${{8}{0}{k}{g}}$$的冰球运动员甲,以$${{5}{m}{/}{S}}$$的速度在水平冰面上向右运动时,与质量为$$1 0 0 k g_{\cdot}$$速度为$${{3}{m}{/}{s}}$$的迎面而来的运动员乙相撞,碰后甲恰好静止.假设碰撞时间极短,下列说法中正确的是()
D
A.碰后乙向左运动,速度大小为$${{l}{m}{/}{s}}$$
B.碰后乙向右运动,速度大小为$${{7}{m}{/}{s}}$$
C.碰撞中甲$${、}$$乙的机械能总共增加了$${{1}}$$$${{4}{5}{0}{J}}$$
D.碰撞中甲$${、}$$乙的机械能总共损失了$${{1}}$$$${{4}{0}{0}{J}}$$
5、['弹性碰撞', '非完全弹性碰撞']正确率40.0%质量为$${{1}{k}{g}}$$的小球$${{A}}$$以$$v_{0}=4 m / s$$的速度与质量为$${{3}{k}{g}}$$的静止小球$${{B}}$$发生正碰,碰后$${{A}}$$球速度为$${{v}_{1}{,}{B}}$$球速度为$${{v}_{2}}$$,关于$${{v}_{1}}$$和$${{v}_{2}}$$的数值中可能的是$${{(}{)}}$$
A
A.$$v_{1}=1 m / s$$$$v_{2}=1 m / s$$
B.$$v_{1}=2. 5 m / s$$$$v_{2}=0. 5 m / s$$
C.$$v_{1}=0. 5 m / s$$$$v_{2}=2 m / s$$
D.$$v_{1}=-5 m / s$$$$v_{2}=3 m / s$$
8、['非完全弹性碰撞']正确率40.0%在一次救灾行动中,需要把飞机上的$${{5}{0}}$$麻袋粮食投放到行驶的列车上,已知列车的质量为$${{M}}$$,列车在铁轨上以速度$${{v}_{0}}$$做匀速直线运动,列车上方的飞机也沿铁轨以速度$${{v}_{1}}$$同向匀速飞行.在某段时间内,飞机连续释放下$${{5}{0}}$$袋粮食,每袋粮食质量为$${{m}}$$,且这$${{5}{0}}$$袋粮食全部落在列车车厢内.不计列车与铁轨之间的摩擦,则列车载有粮食后的速度为()
A
A.$$\frac{M v_{0}+5 0 m v_{1}} {M+5 0 m}$$
B.$${\frac{M v_{0}-5 0 M v_{1}} {M+5 0 m}}$$
C.$$\frac{M v_{0}} {M+5 0 m}$$
D.$$\frac{5 0 m v_{1}} {M+5 0 m}$$
以下是各题的详细解析:
2. 小球碰撞后的总动量
根据动量守恒定律,碰撞前后系统的总动量不变。设 $$P$$ 的动量方向为正方向,则初始总动量为 $$10 - 6 = 4 \ \text{kg} \cdot \text{m/s}$$,方向与 $$P$$ 的动量方向相同。碰撞后的总动量应与碰撞前相同,因此答案为 C。
3. A球与B球碰撞后B球的速度
设碰撞后A球速度为 $$v_A$$,B球速度为 $$v_B$$。根据动量守恒和能量关系(弹性碰撞):
动量守恒:$$mv = mv_A + 3mv_B$$
动能关系:$$\frac{1}{2}mv^2 \geq \frac{1}{2}mv_A^2 + \frac{1}{2} \cdot 3mv_B^2$$
解得 $$v_B \leq \frac{2v}{4} = 0.5v$$。但如果是完全非弹性碰撞,$$v_B = \frac{v}{4} = 0.25v$$。因此 $$v_B$$ 的可能范围为 $$0 \leq v_B \leq 0.5v$$,选项中符合的是 B (0.4v)。
4. 冰球运动员碰撞问题
设碰后乙的速度为 $$v$$,以甲的运动方向为正方向。根据动量守恒:
$$80 \times 5 + 100 \times (-3) = 80 \times 0 + 100 \times v$$
解得 $$v = 1 \ \text{m/s}$$,方向向右(正方向)。
机械能变化:
初始动能:$$\frac{1}{2} \times 80 \times 5^2 + \frac{1}{2} \times 100 \times 3^2 = 1000 + 450 = 1450 \ \text{J}$$
末动能:$$\frac{1}{2} \times 100 \times 1^2 = 50 \ \text{J}$$
机械能损失:$$1450 - 50 = 1400 \ \text{J}$$。因此正确答案为 D。
5. A球与B球碰撞后的速度
根据动量守恒:$$1 \times 4 = 1 \times v_1 + 3 \times v_2$$。
同时需满足动能不增加:$$\frac{1}{2} \times 1 \times 4^2 \geq \frac{1}{2} \times 1 \times v_1^2 + \frac{1}{2} \times 3 \times v_2^2$$。
逐项验证选项:
A: $$v_1 = 1$$, $$v_2 = 1$$,动量守恒成立,动能 $$8 \geq 2$$,符合。
B: $$v_1 = 2.5$$, $$v_2 = 0.5$$,动量守恒成立,动能 $$8 \geq 3.125 + 0.375 = 3.5$$,符合。
C: $$v_1 = 0.5$$, $$v_2 = 2$$,动量不守恒($$4 \neq 6.5$$),排除。
D: $$v_1 = -5$$, $$v_2 = 3$$,动量守恒成立,但动能 $$8 \geq 12.5 + 13.5 = 26$$ 不成立,排除。
因此可能的是 A 和 B。
8. 列车载有粮食后的速度
将列车和粮食视为系统,水平方向动量守恒。粮食投放前系统的总动量为 $$Mv_0 + 50m v_1$$,投放后为 $$(M + 50m)v$$。
解得 $$v = \frac{Mv_0 + 50m v_1}{M + 50m}$$,因此答案为 A。