题文
两个质量都是M=0.4kg的砂箱A、B并排放在光滑的水平桌面上,一颗质量为m=0.1kg的子弹以v0=140m/s的水平速度射向A,如题7图所示.射穿A后,进入B并同B一起运动,测得A、B落点到桌边缘的水平距离SA:SB=1:2,求:
(1)沙箱A离开桌面的瞬时速度;
(2)子弹在砂箱A、B中穿行时系统一共产生的热量Q.
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)在子弹穿过A进入B的过程中,AB和子弹组成的系统满足动量守恒定律,设A、B离开桌面的瞬时速度分别为vA、vB,规定子弹初速度方向为正,则有:
mv0=MvA+(m+M)vB …①
离开桌面后,A、B分别做平抛运动,则vA:vB=SA:SB …②
联立①②并代入数据解得:vA=10m/s,vB=20m/s
(2)子弹在砂箱A、B中穿行的过程,系统满足能量守恒则:
Q=12mv20-12Mv2A-12(m+M)v2B…③
代入数据解得:Q=860J
答:(1)沙箱A离开桌面的瞬时速度为10m/s;
(2)子弹在砂箱A、B中穿行时系统一共产生的热量Q为860J.
解析
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考点
据考高分专家说,试题“两个质量都是M=0.4kg的砂箱A、B并.....”主要考查你对 [动量守恒定律 ]考点的理解。
动量守恒定律
动量守恒定律:
1、内容:一个系统不受外力或者所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变。
2、表达式:m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'。
3、动量守恒定律成立的条件:
①系统不受外力或系统所受外力的合力为零;
②系统所受的外力的合力虽不为零,但系统外力比内力小得多,如碰撞问题中的摩擦力,爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多,可以忽略不计;
③系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统的总动量的分量保持不变。
4、动量守恒的速度具有“四性”:
①矢量性;②瞬时性;③相对性;④普适性。
动量守恒定律与机械能守恒定律的比较:
系统动量守恒的判断方法:
方法一:南动量守恒的条件判断动量守恒的步骤如下:
(1)明确系统由哪几部分组成。
(2)对系统中各物体进行受力分析,分清哪些是内力,哪些是外力。
(3)看所有外力的合力是否为零,或内力是否远大于外力,从而判断系统的动量是否守恒。
方法二:南系统动量变化情况判断动量守恒方法如下:
(1)明确初始状态系统的总动量是多少。
(2)对系统内的物体进行受力分析、运动分析,确定每一个物体的动量变化情况。
(3)确定系统动量变化情况,进而判定系统的动量是否守恒。





