高二物理选修3-5第一章碰撞与动量守恒试题打印版
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高二物理选修3-5第一章碰撞与动量守恒试题
一、单项选择题
1.下列关于物体的动量和动能的说法,正确的是 ( )
A.物体的动量发生变化,其动能一定发生变化
B.物体的动能发生变化,其动量一定发生变化
C.若两个物体的动量相同,它们的动能也一定相同
D.两物体中动能大的物体,其动量也一定大
2.关于冲量、动量与动量变化的下述说法中正确的是 ( )
A.物体的动量等于物体所受的冲量
B.物体所受外力的冲量大小等于物体动量的变化大小
C.物体所受外力的冲量方向与物体动量的方向相同
D.物体的动量变化方向与物体的动量方向相同
3、下列关于系统动量守恒的条件,下列说法正确的是:()
A.只要系统内存在着摩擦力,系统的动量的就不守恒
B.只要系统中有一个物体具有加速度,系统的动量就不守恒
C.只有系统所受的合外力为零,系统的动量就守恒
D.只要系统所受的合外力不为零,系统任何方向上动量都不守恒
4.光滑的水平地面上放着一个木块.一颗子弹水平地射进木块后停留在木块中,带动木块一起向前滑行一段距离,在这个过程中,子弹和木块组成的系统()
A.动量和能量都守恒 B、动量和能量都不守恒
C.动量守恒,能量不守恒 D、动量不守恒,能量守恒
5、质量相等的两个小球A、B,在光滑水平面上沿同一直线向同一方向运动.A球初动量为7 kg·m/s,B球的初动量为5 kg·m/s.当A追上B球发生碰撞后,A、B两球动量的可能值为()
A.p
A =6 kg·m/s p
B
=6 kg·m/s B.p
A
=3 kg·m/s p
B
=9 kg·m/s
C.p
A =-2 kg·m/s p
B
=14 kg·m/s D.p
A
=-4 kg·m/s p
B
=10 kg·m/s
6、在我们日常的体育课当中,体育老师讲解篮球的接触技巧时,经常这样模拟:当接迎面飞来的篮球,手接触到球以后,两臂随球后引至胸前把球接住.这样做的目的是( )
A.减小篮球的冲量
B.减小篮球的动量变化
C.增大篮球的动量变化
D.减小篮球的动量变化率
7、如图木块A和B的质量均为2 kg,置于光滑水平面上,B与一轻质弹簧一端相连,弹簧另一端固定在竖直挡板上,当A以4 m/s速度向B撞击时,由于有橡皮泥而粘在一起运动,那么弹簧被压缩到最短时,具有的弹性势能大小为()
A.4 J
B.8 J
C.16 J
D.32 J
8、如右图所示,一木楔固定在水平地面上,木楔的倾角为θ,在斜面上有一质量为m 的小物块处于静止状态.则在t 时间内,斜面对小物块的冲量大小和方向是( )
A. mgt co sθ,垂直于斜面向上
B. 0
C. m gt,竖直向上
D. m gt,竖直向下
9、质量m=100 kg 的小船静止在静水中,船两端载着m 甲=40 kg ,m 乙=60 kg 的游泳者,
在同一水平线上甲朝左乙朝右同时以相对于岸以3 m/s 的速度跃入水中,如图所示,则甲、乙二人跃入水中时,小船运动的方向和速率为( )
A 、向左,小于1 m/s B.向左,大于1 m/s
C.向右,大于1 m/s
D.向右,小于1 m/s
10、水平地面上有一木块,质量为m ,它与地面间的动摩擦因数为μ,在水平恒力F 作用下由静止开始运动,经过时间t ,撤去此力,木块又向前滑行一段时间2t 才停下,此恒力F 的大小为( )
A. μmg
B.2μmg
C.3μmg
D.4μmg
二、双项选择题
11.从水平地面上方同一高度处,使a 球竖直上抛,使b 球平抛,且两球质量相等,初速度大小相同,最后落于同一水平地面上.空气阻力不计.下述说法中正确的是 ( )
A .着地时的动量相同
B .着地时的动能相同
C .重力对两球的冲量相同
D .重力对两球所做的功相同
12.跳高运动员在跳高时总是跳到沙坑里或跳到海绵垫上,这样做是为了 ( )
A .减小运动员的动量变化
B .减小运动员所受的冲量
C .延长着地过程的作用时间
D .减小着地时运动员所受的平均冲力
13.下列说法中正确的是( )
A .物体的动量发生改变,则合外力一定对物体做了功;
B .物体的运动状态改变,其动量一定改变;
C .物体的动量发生改变,其动能一定发生改变
D .物体的动能发生改变,其动量一定发生改变。
14、如图所示,A 、B 两物体的质量比m A ∶m B =3∶2,它们原来静止在平板车C 上,A 、B 间有一根被压缩了的弹簧,A 、B 与平板车上表面间动摩擦因数相同,地面光滑.当弹簧突然释放后,则有( )
A .A 、
B
B .A 、B 、
C 系统动量守恒
C .小车向左运动
D .小车向右运动 15、质量为m 的人站在质量为M 的车的一端,车相对于光滑地面静止,则:( )
A .人从车的一端走向另一端的过程中,车向相反方向运动
B .人在车上往返行走时,车的运动方向保持不变
C .人在车上走动时若人相对车突然静止,则车因惯性沿人运动的相反方向作匀速运动
D.人在车上走动时,若人相对车突然静止,则车也同时停止运动
16、如图5所示,在光滑水平面上有一静止的小车,用线系一小球,将球拉开后放开,球放开时小车保持静止状态,当小球落下以后与固定在小车上的油泥沾在一起,则从此以后,关于小车的运动状态是( )
A.静止不动B.向右运动
C.向左运动D.系统水平方向动量守恒
17、向空中抛出一手榴弹,不计空气阻力,当手榴弹的速度恰好是水平
方向时,炸裂成a、b两块,若质量较大的a块速度方向仍沿原来的方向,
则( )
A.质量较小的b块的速度方向一定与原速度方向相反
B.从炸裂到落地这段时间内,a飞行的水平距离一定比b的大
C.a、b两块一定同时落到水平地面a
D.在炸裂过程中,a、b两块受到的爆炸力的冲量大小一定相等
18、如图所示,质量为M的“L”形物体,静止在光滑的水平面上。
物体的AB部分是半径为R的1/4光滑圆弧,BC部分是水平面。
将质量为m的小滑块从A点由静止释放,沿圆弧滑下并最终停在物体的水平部分BC之间的D点,则()
A滑块m从A滑倒B的过程中,物体与滑块组成的系统动量
守恒,机械能守恒
B.滑块滑到B点时,速度大小等于gR
2
C.滑块从A运动到D的过程,系统的动量和机械能都不守恒
D.滑块滑到D点时,物体的速度等于0
三、实验题
19.某同学用图示的装置做“验证动量守恒定律”的实验,先将球a从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面的记录纸上留下压痕,重复10次,再把同样大小的球b放在斜槽轨道水平段的最右端处静止,让球a仍从原固定点由静止开始滚下,且与b球弹性相碰,碰后两球分别落在记录纸上的不同位置,重复10次.(两球都在斜槽末端处的O点正上方水平飞出,且ma>mb)
(1)(双选)本实验必须测量的物理量是()
A.小球a、b的质量m
a 、m
b
B.小球a、b的半径r
C.斜槽轨道末端到水平地面的高度H
D.球a的固定释放点到斜槽轨道末端的高度差h E.小球a、b离开轨道后做平抛运动的飞行时间
t
F . 记录纸上O 点到两小球的平均落点位置A 、B 、C 的距离、、
(2) (单选)本实验必须满足的条件是( )
A .斜槽轨道必须是光滑的
B .斜槽轨道末端的切线是水平的
C .入射小球每次由静止滚下的高度可以不同
D .白纸铺在地上后,在实验的整个过程中可以移动其位置 (3)放上被碰小球,两球(m a >m b )相碰后,小球a 、b 的平均落点位置依次是图
中 点和 点.
(4)
利用该实验测得的物理量,判断两球碰撞过程中系统动量是否守恒的依据是看
与 在误差允许范围内是否相等.
四、计算题
20、如图所示,摆的质量M=2.98kg ,摆线长1m 。
子弹的质量是20g ,
以210m/s 的水平速度射入摆中,又以61m/s 的速度射出。
求:子弹射出时摆线受到的拉力是多少? 21、如图所示,半径R = 0.1m 的竖直半圆形光滑轨道bc 与水平面ab
相切。
质量m = 0.1kg 的小滑块B 放在半圆形轨道末端的b 点,另一质量也为m = 0.1kg 的小滑块A 以v 0 = 210m/s 的水平初速度向B 滑行,滑过s = 1m 的距离,与B 相碰,碰撞时间极短,碰后A 、B 粘在一起运动。
已知木块A 与水平面之间的动摩擦因数μ = 0.2。
A 、B 均可视为质点。
(g = 10m/s²)。
求:
(1)A 与B 碰撞前瞬间的速度大小v A ;
(2)碰后瞬间,A 、B 共同的速度大小v ;
(3)在半圆形轨道的最高点c ,轨道对A 、B 的
作用力N 的大小。
22.如图所示,水平光滑地面上停放着一辆小车,左侧靠在竖直墙壁上,小车的四分之一圆弧轨道AB 是光滑的,在最低点B 与水平轨道BC 相切,BC 的长度是圆弧半径的10倍,整个轨道处于同一竖直平面内。
可视为质点的物块从A 点正上方某处无初速度下落,恰好落入小车圆弧轨道滑动,然后沿水平轨道沿街至轨道末端C 处恰好没有滑出。
已知物块到达圆弧轨道最低点B 时对轨道的压力是物块重力的9倍,小车的质量是物块的3倍,不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失。
求
(1)物块开始下落的位置距水平轨道BC 的竖直
高度是圆弧半径的几倍;
(2)物块与水平轨道BC 间的动摩擦因数μ。
v
计算题答案
19、【解析】由于子弹与摆作用时间极短,可以认为子弹穿过摆后,摆仍在平衡位置,在作用前后的两个瞬时系统动量守恒,当子弹穿过摆后,摆由平衡位置向右摆动的过程中,系统动量就不守恒了,因此有:
s m s m M v m mv v v M v m mv o o 198
.26102.021002.0=⨯-⨯='-=''⇒''+'=子弹穿出后摆就做圆周运动,拉力F T 和重力Mg 的合力提供向心力,则有:
N N L
v M Mg F L v M Mg F T T 2.32)18.9(98.22
2=+⨯=''+=⇒''=-20、
21、(1)设物块的质量为m ,其开始下落处的位置距BC 的竖直高度为h ,到达B 点时的速度为v ,小车圆弧轨道半径为R 。
由机械能守恒定律,有
221mv mgh = ① 根据牛顿第二定律,有R
v m mg mg 29=- ②
解得h =4R ③
即物块开始下落的位置距水平轨道BC 的竖直高度是圆弧半径的4倍。
(2)设物块与BC 间的滑动摩擦力的大小为F ,物块滑到C 点时与小车的共同速度为
v ′,物块在小车上由B 运动到C 的过程中小车对地面的位移大小为s 。
依题意,小车的质量为3m ,BC 长度为10R 。
由滑动摩擦定律,有
mg
F μ=
④ 由动量守恒定律,有'
+=v m m mv )3( ⑤
对物块、小车分别应用动能定理,有 2
22121)10(mv mv s R F -'=+-
⑥
0)3(21
2-'=v m Fs ⑦
解得3.0=μ ⑧。