2016届高考物理总复习1动量守恒定律及其应用考题演练(含解析)(选修3_5)
高中物理第十六章动量守恒定律综合评估含解析新人教版选修3_5
动量守恒定律时间:90分钟 分值:100分一、选择题(1~6题为单选,7~10题为多选,每小题4分,共40分)1.下列说法中正确的是 ( A )A .根据F =Δp Δt可把牛顿第二定律表述为:物体动量的变化率等于它受的合外力 B .力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量,它反映了力的作用对时间的累积效应,是一个标量C .动量定理的物理实质与牛顿第二定律是不同的D .玻璃杯掉在水泥地上易碎,是因为受到的冲量太大解析:A 选项是牛顿第二定律的一种表达方式;冲量是矢量,B 错;F =Δp Δt是牛顿第二定律的最初表达方式,实质是一样的,C 错;玻璃杯掉在水泥地上易碎,是因为玻璃杯与水泥地的作用时间短,并不是所受冲量太大,D 错误.2.如图所示,一小车静止在光滑水平面上,甲、乙两人分别站在左、右两侧,整个系统原来静止.则当两人同时相向运动时( C )A .要使小车静止不动,甲、乙速率必须相等B .要使小车向左运动,甲的速率必须比乙的大C .要使小车向左运动,甲的动量必须比乙的大D .要使小车向左运动,甲的动量必须比乙的小解析:系统总动量为零,要使车不动,两人的动量矢量和必须为零,即他们的动量大小相等,由于不知道两人各自的质量,故无法判断A 项.要使车向左运动,两人的动量矢量和必须向右,故知甲的动量要大于乙的才行,C 对而B 、D 错.3.如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为零,这个系统的总动量保持不变,这就是动量守恒定律.若一个系统动量守恒时,则( D )A .此系统内每个物体所受的合力一定都为零B .此系统内每个物体的动量大小不可能都增加C .此系统的机械能一定守恒D .此系统的机械能可能增加解析:若一个系统动量守恒,则整个系统所受的合力为零,但是此系统内每个物体所受的合力不一定都为零,A错误.此系统内每个物体的动量大小可能会都增加,但是方向变化,总动量不变这是有可能的,B错误.因系统合外力为零,但是除重力以外的其他力做功不一定为零,故机械能不一定守恒,系统的机械能可能增加,也可能减小,C错误,D正确.4.质量为m的物体放在水平面上,在与水平方向成θ夹角的拉力F的作用下由静止开始运动,经过时间t速度达到v,在这一时间内拉力F和重力G的冲量大小分别为( D ) A.Fl cos θ,0 B.mv,FtC.Ft,0 D.Ft,mgt解析:许多同学认为在此题中,重力和支持力的方向与运动方向垂直,它们的作用效果对物体的运动没有影响,因此它们的冲量为零,实际上这是错误的,根据冲量的概念可知拉力的冲量为Ft,重力的冲量为mgt,故正确选项为D.5.在光滑的水平面上有一质量为0.2 kg的小球以5.0 m/s的速度向前运动,与质量为3.0 kg的静止木块发生碰撞,假设碰撞后木块的速度是v木=4.2 m/s,则( B )A.碰撞后球的速度为v球=-1.3 m/sB.v木=4.2 m/s这一假设不合理,因而这种情况不可能发生C.v木=4.2 m/s这一假设是合理的,碰撞后小球被弹回来D.v木=4.2 m/s这一假设是可能发生的,但由于题给条件不足,v球的大小不能确定解析:假设这一过程可以实现,根据动量守恒定律得m1v=m1v1+m2v木,代入数据解得v1=-58 m/s,这一过程不可能发生,因为碰撞后的机械能增加了.6.如图所示,质量为M的小车静止在光滑的水平面上,小车上AB部分是半径为R的四分之一光滑圆弧,BC部分是粗糙的水平面.今把质量为m的小物体从A点由静止释放,小物体与BC部分间的动摩擦因数为μ,最终小物体与小车相对静止于B、C之间的D点,则B、D间的距离x随各量变化的情况是( A )A.其他量不变,R越大x越大B.其他量不变,μ越大x越大C.其他量不变,m越大x越大D.其他量不变,M越大x越大解析:小车和小物体组成的系统水平方向的动量守恒且为零,所以当小车和小物体相对静止时,系统水平方向的总动量仍为零,则小车和小物体相对于水平面也静止,由能量守恒得μmgx=mgR,x=R/μ,选项A正确,B、C、D错误.7.如图所示,三个小球的质量均为m ,B 、C 两球用轻弹簧连接后放在光滑的水平面上,A 球以速度v 0沿B 、C 两球球心的连线向B 球运动,碰后A 、B 两球粘在一起.对A 、B 、C 及弹簧组成的系统,下列说法正确的是( BD )A .机械能守恒,动量守恒B .机械能不守恒,动量守恒C .三球速度相等后,将一起做匀速运动D .三球速度相等后,速度仍将变化解析:因水平面光滑,故系统的动量守恒,A 、B 两球碰撞过程中机械能有损失,A 错误,B 正确;三球速度相等时,弹簧形变量最大,弹力最大,故三球速度仍将发生变化,C 错误,D 正确.8.如图所示,甲、乙两车的质量均为M ,静置在光滑的水平面上,两车相距为L .乙车上站立着一个质量为m 的人,他通过一条轻绳拉甲车,甲、乙两车最后相接触,以下说法正确的是( ACD )A .甲、乙两车运动中速度之比为M +m M B .甲、乙两车运动中速度之比为MM +mC .甲车移动的距离为M +m 2M +mD .乙车移动的距离为M 2M +mL 解析:本题类似人船模型.甲、乙、人看成一系统,则水平方向动量守恒,甲、乙两车运动中速度之比等于质量的反比,即为M +m M ,A 正确,B 错误;Mx 甲=(M +m )x 乙,x 甲+x 乙=L ,得C 、D 正确.9.如图所示,一个质量为0.18 kg 的垒球,以25 m/s 的水平速度飞向球棒,被球棒打击后反向水平飞回,速度大小变为45 m/s ,设球棒与垒球的作用时间为0.01 s .下列说法正确的是( AC )A .球棒对垒球的平均作用力大小为1 260 NB .球棒对垒球的平均作用力大小为360 NC .球棒对垒球做的功为126 JD .球棒对垒球做的功为36 J解析:设球棒对垒球的平均作用力为F ,由动量定理得F ·t =m (v t -v 0),取v t =45m/s ,则v 0=-25 m/s ,代入上式,得F =1 260 N ,由动能定理得W =12mv 2t -12mv 20=126 J ,选项A 、C 正确.10.如图所示,一质量为m 的物块甲以3 m/s 的速度在光滑水平面上运动,有一轻弹簧固定在其左端,另一质量也为m 的物块乙以4 m/s 的速度与物块甲在同一直线上相向运动,则( AD )A .甲、乙两物块在弹簧压缩过程中,系统动量守恒B .当两物块相距最近时,甲物块的速率为零C .碰撞过程中,甲物块的速率可能为1 m/s ,也可能为5 m/sD .碰撞过程中,乙物块的速率可能为2 m/s ,也可能为1.7 m/s解析:甲、乙两物块通过弹簧发生相互碰撞,三者组成的系统动量和机械能守恒.当两物块离开弹簧时交换速度,即甲的速度大小为4 m/s ,乙的速度大小为3 m/s ,且各自的速度方向与原来相反,故整个碰撞过程中甲、乙的速度均不可能大于4 m/s ,当两物块相距最近时,速度相等且均为0.5 m/s.二、填空题(共2小题,每小题10分,共20分)11.在实验室里为了验证动量守恒定律,一般采用如图甲、乙所示的两种装置:(1)若入射小球质量为m1,半径为r1;被碰小球质量为m2,半径为r2,则( C )A.m1>m2,r1>r2B.m1>m2,r1<r2C.m1>m2,r1=r2D.m1<m2,r1=r2(2)若采用图乙所示装置进行实验,以下所提供的测量工具中必需的是( AC )A.直尺B.游标卡尺C.天平D.弹簧测力计E.秒表(3)设入射小球的质量为m1,被碰小球的质量为m2,则在用图甲所示装置进行实验时(P 为碰前入射小球落点的平均位置),所得“验证动量守恒定律”的结论为m1·OP=m1·OM+m2·O′N(用装置图中的字母表示).解析:(1)为防止反弹造成入射球返回斜槽,要求入射球质量大于被碰球质量,即m1>m2;为使入射球与被碰球发生对心碰撞,要求两小球半径相同.故C正确.(2)设入射小球为a,被碰小球为b,a球碰前的速度为v1,a、b相碰后的速度分别为v1′、v2′.由于两球都从同一高度做平抛运动,当以运动时间为一个计时单位时,可以用它们平抛的水平位移表示碰撞前后的速度.因此,需验证的动量守恒关系m1v1=m1v1′+m2v2′可表示为m1x1=m1x1′+m2x2′.所以需要直尺、天平,而无需弹簧测力计、秒表.由于题中两个小球都可认为是从槽口开始做平抛运动的,两球的半径不必测量,故无需游标卡尺.(3)得出验证动量守恒定律的结论为m1·OP=m1·OM+m2·O′N.12.用如图甲所示的装置可以验证碰撞过程中的动量守恒.图中HQ是斜槽,QR为水平槽.O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点,A、B两球的质量之比m A∶m B=3∶1.先使A球从斜槽上固定位置G由静止释放,在水平地面的记录纸上留下落点痕迹,重复10次,得到10个落点.再把B球放在水平槽上的末端R处,让A球仍从位置G由静止释放,与B 球碰撞,碰后A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹,重复10次.A、B两球在记录纸上留下的落点痕迹如图乙所示,其中米尺的零点与O点对齐.(1)碰撞后A球的水平射程应为14.45(14.45~14.50即可) cm.(2)本实验巧妙地利用小球飞行的水平距离表示小球的水平速度.下面的实验条件中,可能不能使小球飞行的水平距离表示水平速度的是C.A.使A、B两小球的质量之比改变为5∶1B.升高固定点G的位置C.使A、B两小球的直径之比改变为1∶3D.升高桌面的高度,即升高R点距地面的高度(3)利用此次实验中测得的数据计算碰撞前的总动量与碰撞后的总动量的比值为1.02(1.01~1.02即可)(结果保留三位有效数字).解析:容易知道M处的点迹为碰后A的点迹,P处的点迹为碰前A的点迹,N处的点迹为碰后B的点迹.(1)用最小的圆的圆心确定落点的平均位置,则M、P、N距O点的距离即为碰前、碰后各个球的水平射程:x OM=14.45 cm;x OP=29.90 cm;x ON=44.40 cm,所以碰后A球的水平射程应为x OM=14.45 cm.(2)本实验的前提条件是两个球是对心碰撞,即要求碰撞前后的速度在两个球的球心连线方向上.由此可以选出答案为C.(3)碰撞前后的总动量比值为p前p后=m A x OPm A x OM+m B x ON≈1.02.三、计算题(共4小题,每小题10分,共40分)13.一物体放在水平地面上,如图1所示,已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图2所示,物体相应的速度v随时间t的变化关系如图3所示.求:(1)0~8 s 时间内拉力的冲量;(2)0~6 s 时间内物体的位移;(3)0~10 s 时间内,物体克服摩擦力所做的功.答案:(1)18 N·s (2)6 m (3)30 J解析:(1)由图2知I =F 1Δt 1+F 2Δt 2+F 3Δt 3,I =18 N·s.(2)由图3知物体的位移为x =6-22×3 m=6 m. (3)由图3知,在6~8 s 时间内,物体做匀速运动,结合图2,于是有f =2 N由图3知,在0~10 s 时间内物体的总位移为l =8-6+10-22×3 m=15 m ,所以W =fl =2×15 J=30 J. 14.随着机动车数量的增加,交通安全问题日益凸显.分析交通违法事例,将警示我们遵守交通法规,珍惜生命.一货车严重超载后的总质量为49 t ,以54 km/h 的速率匀速行驶.发现红灯时司机刹车,货车即做匀减速直线运动,加速度的大小为2.5 m/s 2(不超载时则为5 m/s 2).(1)若前方无阻挡,问从刹车到停下来此货车在超载及不超载时分别前进多远?(2)若超载货车刹车时正前方25 m 处停着总质量为1 t 的轿车,两车将发生碰撞,设相互作用0.1 s 后获得相同速度,问货车对轿车的平均冲力多大?答案:(1)45 m 22.5 m (2)9.8×104 N解析:(1)货车初速度v 0=54 km/h =15 m/s超载时加速度a 1=2.5 m/s 2,则滑行距离x 1=v 202a 1=1522×2.5 m =45 m ; 不超载时加速度a 2=5 m/s 2,则滑行距离x 2=v 202a 2=1522×5 m =22.5 m. (2)设两车碰撞前货车的速度为v 1,则由v 21-v 20=-2a 1x 解得 v 1=10 m/s设两车碰后达到的共同速度为v 2,由动量守恒定律知m1v1=(m1+m2)v2代入数据解得v2=9.8 m/s设货车对轿车的平均冲力为F,对轿车由动量定理知F·t=m2v2-0解得F=9.8×104 N.15.如图所示,木板A质量m A=1 kg,足够长的木板B质量m B=4 kg,质量为m C=1 kg 的木块C置于木板B上,水平面光滑,B、C之间有摩擦,开始时B、C均静止,现使A以v0=12 m/s的初速度向右运动,与B碰撞后以4 m/s速度弹回.求:(1)B运动过程中的最大速度大小.(2)C运动过程中的最大速度大小.答案:(1)4 m/s (2)3.2 m/s解析:(1)A与B碰后瞬间,C的运动状态未变,B速度最大.由A、B系统动量守恒(取向右为正方向)有m A v0+0=-m A v A+m B v B代入数据得v B=4 m/s.(2)B与C相互作用使B减速、C加速,由于B板足够长,所以B和C能达到相同速度,二者共速后,C速度最大,由B、C系统动量守恒,有m B v B+0=(m B+m C)v C代入数据得v C=3.2 m/s.16.一轻质弹簧竖直固定在地面上,上面连接一个质量为m1=1 kg的物体,平衡时物体离地面0.9 m,弹簧所具有的弹性势能为0.5 J.现在在距物体m1正上方高为0.3 m处有一个质量为m2=1 kg的物体自由下落后与弹簧上物体m1碰撞立即合为一体,一起向下压缩弹簧.当弹簧压缩量最大时,弹簧长为0.6 m(g取10 m/s 2).求:(1)碰撞结束瞬间两物体的动能之和;(2)弹簧长为0.6 m 时弹簧的弹性势能大小.答案:(1)1.5 J (2)8 J解析:(1)m 2自由下落,由机械能守恒定律得 m 2gh 1=12m 2v 20,解得v 0= 6 m/s ,碰撞过程动量守恒,以向下为正方向,由动量守恒定律得 m 2v 0=(m 1+m 2)v ,代入数据解得v =62m/s , 碰后的总动能E k =12(m 1+m 2)v 2, 代入数据解得E k =1.5 J.(2)m 1与m 2共同下降的高度Δh =0.3 m ,由机械能守恒得(m 1+m 2)g Δh +12(m 1+m 2)v 2=ΔE p , 代入数据解得ΔE p =7.5 J ,所以弹性势能为E =ΔE p +0.5 J =8 J.。
2016年高考物理真题分类汇编选修3-5动量专题
2016年高考物理真题分类汇编:动量专题[2016上海22A ].如图,粗糙水平面上,两物体A 、B 以轻绳相连,在恒力F 作用下做匀速运动。
某时刻轻绳断开,A 在F 牵引下继续前进,B 最后静止。
则在B 静止前,A 和B 组成的系统动量_________(选填:“守恒”或“不守恒“)。
在B 静止后,A 和B 组成的系统动量 。
(选填:“守恒”或“不守恒“)【答案】守恒;不守恒 【解析】轻绳断开前,A 、B 做匀速运动,系统受到的拉力F 和摩擦力平衡,合外力等于零,即0A B F f f --=,所以系统动量守恒;当轻绳断开B 静止之前,A 、B 系统的受力情况不变,即0A B F f f --=,所以系统的动量依然守恒;当B 静止后,系统的受力情况发生改变,即A A F f m a -=,系统合外力不等于零,系统动量不守恒。
[2016北京18]如图所示,一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E 运行,在P 变轨后进入轨道2做匀速圆周运动下列说法正确的是A.不论在轨道1还是在轨道2运行,卫星在P 点的速度都相同B.不论在轨道1还是在轨道2运行,卫星在P 点的加速度都相同C.卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度D.卫星在轨道2的任何位置都具有相同动量 【答案】B考点:考查了万有引力定律的应用[2016天津9(1)]、如图所示,方盒A 静止在光滑的水平面上,盒内有一个小滑块B ,盒的质量是滑块质量的2倍,滑块与盒内水平面间的动摩擦因数为μ;若滑块以速度v 开始向左运动,与盒的左右壁发生无机械能损失的碰撞,滑块在盒中来回运动多次,最终相对盒静止,则此时盒的速度大小为 ;滑块相对盒运动的路程 。
【答案】3v 23v gμ【解析】试题分析:设滑块质量为m ,则盒子的质量为2m ;对整个过程,由动量守恒定律可得:mv=3mv共解得v 共=3v 由能量关系可知:22113()223v mgx mv m μ=-⋅⋅ 解得:23v x gμ=考点:动量守恒定律;能量守恒定律[2016理综I-35] [物理——选修3-5](2)(10分)某游乐园入口旁有一喷泉,喷出的水柱将一质量为M 的卡通玩具稳定地悬停在空中。
选修1高中物理《动量守恒定律》测试题(含答案)
选修1高中物理《动量守恒定律》测试题(含答案)一、动量守恒定律 选择题1.质量为m 、半径为R 的小球,放在半径为3R 、质量为3m 的大空心球内,大球开始静止在光滑水平面上。
当小球从如图所示的位置(两球心在同一水平面上)无初速度沿内壁滚到最低点时,大球移动的距离是( )A .2RB .125RC .4RD .34R 2.将质量为m 0的木块固定在光滑水平面上,一颗质量为m 的子弹以速度v 0沿水平方向射入木块,子弹射穿木块时的速度为03v .现将同样的木块放在光滑的水平桌面上,相同的子弹仍以速度v 0沿水平方向射入木块,设子弹在木块中所受阻力不变,则以下说法正确的是()A .若m 0=3m ,则能够射穿木块B .若m 0=3m ,子弹不能射穿木块,将留在木块中,一起以共同的速度做匀速运动C .若m 0=3m ,子弹刚好能射穿木块,此时子弹相对于木块的速度为零D .若子弹以3v 0速度射向木块,并从木块中穿出,木块获得的速度为v 1;若子弹以4v 0速度射向木块,木块获得的速度为v 2;则必有v 1<v 23.3个质量分别为m 1、m 2、m 3的小球,半径相同,并排悬挂在长度相同的3根竖直绳上,彼此恰好相互接触.现把质量为m 1的小球拉开一些,如图中虚线所示,然后释放,经球1与球2、球2与球3相碰之后,3个球的动量相等.若各球间碰撞时均为弹性碰撞,且碰撞时间极短,不计空气阻力,则m 1:m 2:m 3为( )A .6:3:1B .2:3:1C .2:1:1D .3:2:14.如图所示,轻弹簧的一端固定在竖直墙上,一质量为2m 的光滑弧形槽静止放在足够长的光滑水平面上,弧形槽底端与水平面相切,一质量为m 的小物块从槽上高h 处开始下滑,重力加速度为g ,下列说法正确的是A .物体第一次滑到槽底端时,槽的动能为3mgh B .物体第一次滑到槽底端时,槽的动能为6mgh C .在压缩弹簧的过程中,物块和弹簧组成的系统动量守恒D .物块第一次被弹簧反弹后能追上槽,但不能回到槽上高h 处5.如图所示,光滑水平面上有一质量为m =1kg 的小车,小车右端固定一水平轻质弹簧,弹簧左端连接一质量为m 0=1kg 的物块,物块与上表面光滑的小车一起以v 0=5m/s 的速度向右匀速运动,与静止在光滑水平面上、质量为M =4kg 的小球发生弹性正碰,若碰撞时间极短,弹簧始终在弹性限度内.则( )A .碰撞结束时,小车的速度为3m/s ,速度方向向左B .从碰后瞬间到弹簧最短的过程,弹簧弹力对小车的冲量大小为4N·sC .小车的最小速度为1m/sD .在小车速度为1m/s 时,弹簧的弹性势能有最大值6.如图所示,一个质量为M 的木箱静止在光滑水平面上,木箱内粗糙的底板上放着一个质量为m =2M 的小物块.现使木箱瞬间获得一个水平向左、大小为v 0的初速度,下列说法正确的是A .最终小物块和木箱都将静止B .最终小物块和木箱组成的系统损失机械能为203Mv C .木箱速度水平向左、大小为02v 时,小物块的速度大小为04v D .木箱速度水平向右、大小为03v . 时,小物块的速度大小为023v 7.如图所示,足够长的光滑水平面上有一质量为2kg 的木板B ,质量为1kg 的木块C 叠放在B 的右端点,B 、C 均处于静止状态且B 、C 之间的动摩擦因数为μ = 0.1。
选修3-5 动量守恒 复习题(含答案)
动量守恒 单元复习题1.一粒钢珠从静止状态开始自由下落,然后陷人泥潭中。
若把在空中下落的过程称为过程Ⅰ,进人泥潭直到停止的过程称为过程Ⅱ,则()A、过程I中钢珠的动量的改变量等于重力的冲量B、过程Ⅱ中阻力的冲量的大小等于过程I中重力的冲量的大小C、I、Ⅱ两个过程中合外力的总冲量等于零D、过程Ⅱ中钢珠的动量的改变量等于零2.如图所示的装置中,木块B与水平桌面间的接触是光滑的,子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内,将弹簧压缩到最短.现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统),则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中()A.动量守恒、机械能守恒B.动量不守恒、机械能不守恒C.动量守恒、机械能不守恒D.动量不守恒、机械能守恒3.一质量为M的木块放在光滑的水平桌面上处于静止状态,一颗质量为m的子弹以速度v0沿水平方向击中木块,并留在其中与木块共同运动,则子弹对木块的冲量大小是()A.mv0 B. C.mv0- D.mv0-4.如图所示,位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视作质点,质量相等.Q与轻质弹簧相连.设Q静止,P以某一初速度向Q运动并与弹簧发生碰撞.在整个碰撞过程中,弹簧具有的最大弹性势能等于()A.P的初动能B.P的初动能的1/2PQC.P的初动能的1/3D.P的初动能的1/45.如图所示,小平板车B静止在光滑水平面上,在其左端由一物体A以速度v0向右滑行。
由于A、B间存在摩擦,因而A在B上滑行后,A开始做减速运动,B做加速运动。
设车足够长,则B速度达到最大时,应出现在()A.A的速度最小时B.A、B速度相等时C.A在B上相对静止时D.B开始做匀速直线运动时6.带有(1/4)光滑圆弧轨道、质量为M的滑车静止置于光滑水平面上,如图所示.一质量为m的小球以速度v0水平冲上滑车,当小球上行再返回,并脱离滑车时,以下说法可能正确的是()A.小球一定沿水平方向向左做平抛运动B.小球可能沿水平方向向左做平抛运动C.小球可能做自由落体运动D.小球可能水平向右做平抛运动7.一质量为100g的小球从0.80m高处自由下落到一厚软垫上.若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了0.2s,则这段时间内软垫对小球的平均作用力多大?(取g=10m/s2,不计空气阻力).8.质量是40kg的铁锤从5m高处自由落下,打在水泥桩上,在0.05s撞击时间内,铁锤速度减为0。
高中物理选修3-5:《动量守恒定律》《光电效应》综合测试卷(含解析)
《动量守恒定律》《光电效应》综合测试卷(时间:90分钟,满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分.在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项正确.全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有错选或不答的得0分.)∶m B=3∶2,原来静止在平1.如图所示,A、B两物体质量之比m板小车C上,A、B间有一根被压缩的弹簧,A、B与C上表面间的动摩擦因数相同,地面光滑.当弹簧突然被释放后,则()A.A、B系统动量守恒B.A、B、C系统动量守恒C.小车向左运动D.小车向右运动2.质量相等的A、B两球在光滑的水平面上沿同一条直线向同一方向运动,A球的动量是7 kg·m/s,B球的动量是5 kg·m/s,当A球追上B球发生碰撞,则碰撞后A、B两球的动量可能是()A.p A=6 kg·m/s,p B=6 kg·m/sB.p A=3 kg·m/s,p B=9 kg·m/sC.p A=-2 kg·m/s,p B=14 kg·m/sD.p A=-5 kg·m/s,p B=15 kg·m/s3.入射光照射到某金属表面上发生光电效应,若入射光的强度减弱,而频率保持不变,那么()A.从光照射金属表面到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B.逸出的光电子的最大初动能将减小C.单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D.有可能不发生光电效应4.如图所示,竖直墙壁两侧固定着两轻质弹簧,水平面光滑,一弹性小球在两弹簧间往复运动,把小球和弹簧视为一个系统,则小球在运动过程中()A.系统的动量守恒,动能守恒B.系统的动量守恒,机械能守恒C.系统的动量不守恒,机械能守恒D.系统的动量不守恒,动能守恒5.一弹丸在飞行到距离地面5 m高时仅有水平速度v=2 m/s,爆炸成为甲、乙两块水平飞出,甲、乙的质量比为3∶1,不计质量损失,取重力加速度g=10 m/s2.则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是()6.关于光的本性,下列说法中正确的是( )A.关于光的本性,牛顿提出“微粒说”,惠更斯提出“波动说”,爱因斯坦提出“光子说”,它们都说明了光的本性B.光具有波粒二象性是指:既可以把光看成宏观概念上的波,也可以看成微观概念上的粒子C.光的干涉、衍射现象说明光具有波动性,光电效应说明光具有粒子性D.光的波粒二象性是将牛顿的粒子说和惠更斯的波动说真正有机地统一起来7.一粒钢珠从静止状态开始自由下落,然后陷入泥潭中.若把在空中下落的过程称为过程Ⅰ,进入泥潭直到停止的过程称为过程Ⅱ,则( )A.过程Ⅰ中钢珠的动量的改变量等于重力的冲量B.过程Ⅱ中阻力的冲量的大小等于过程Ⅰ中重力的冲量的大小C.Ⅰ、Ⅱ两个过程中钢珠所受合外力的总冲量等于零D.过程Ⅱ中钢珠的动量的改变量等于零8.爱因斯坦由光电效应的实验规律,猜测光具有粒子性,从而提出光子说,从科学研究的方法来说,这属于( )A.等效替代B.控制变量C.科学假说D.数学归纳9.质量为M 、内壁间距为L 的箱子静止于光滑的水平面上,箱子中间有一质量为m 的小物块,小物块与箱子底板间的动摩擦因数为μ.初始时小物块停在箱子正中间,如图所示.现给小物块一水平向右的初速度v ,小物块与箱壁碰撞N 次后恰又回到箱子正中间,并与箱子保持相对静止.设碰撞都是弹性的,则整个过程中,系统损失的动能为( )A.12m v 2 B.12mM m +M v 2 C.12NμmgL D.NμmgL10.在光电效应实验中,飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光),如图所示.则可判断出( )A.甲光的频率大于乙光的频率B.乙光的波长大于丙光的波长C.乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.)11.(8分)起跳摸高是学生常进行的一项活动.某中学生身高1.80 m,质量70 kg.他站立举臂,手指摸到的高度为2.10 m.在一次摸高测试中,如果他下蹲,再用力蹬地向上跳起,同时举臂,离地后手指摸到高度为2.55 m.设他从蹬地到离开地面所用的时间为0.7 s,不计空气阻力(g取10 m/s2).求:(1)他跳起刚离地时的速度大小;(2)上跳过程中他对地面平均压力的大小.12.(8分)已知功率为100 W灯泡消耗的电能的5%转化为所发出的可见光的能量,光速c=3.0×108 m/s,普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,假定所发出的可见光的波长都是560 nm,计算灯泡每秒内发出的光子数.13.(8分)已知钠发生光电效应的极限波长为λ0=5×10-7m.现用波长为4×10-7m的光照射用钠做阴极的光电管.求:(1)钠的逸出功W0;(2)为使光电管中的光电流为零,在光电管上所加反向电压至少多大?14.(8分)如图所示,小球A系在细线的一端,线的另一端固定在O点,O点到水平面的距离为h.物块B的质量是小球的5倍,置于粗糙的水平面上且位于O点的正下方,物块与水平面间的动摩擦因数为μ.现拉动小球使线水平伸直,小球由静止开始释放,运动到最低点时与物块发生正碰(碰撞时间极短),反弹后上升至最高点时到水平面的距离为h16.小球与物块均可视为质点,不计空气阻力,重力加速度为g,求物块在水平面上滑行的时间t.15.(8分)如图所示,质量M=40 g的靶盒A静止在光滑水平导轨上的O点,水平轻质弹簧一端拴在固定挡板P上,另一端与靶盒A连接.Q处有一固定的发射器B,它可以瞄准靶盒发射一颗水平速度为v0=50 m/s,质量m=10 g的弹丸,当弹丸打入靶盒A后,便留在盒内.碰撞时间极短,不计空气阻力.求:弹丸进入靶盒A后,弹簧的最大弹性势能为多少?16.(10分)如图所示,一质量为M、长为l的长方形木板B放在光滑的水平地面上,在其右端放一质量为m的小木块A,m<M.现以地面为参照系,给A和B以大小相等、方向相反的初速度(如图),使A开始向左运动、B开始向右运动,但最后A刚好没有滑离B板,以地为参考系.(1)若已知A和B的初速度大小为v0,求它们最后的速度的大小和方向;(2)若初速度的大小未知,求小木块A向左运动到达的最远处(从地面上看)离出发点的距离.参考答案与解析1.[161] 【解析】选BC.A 、B 组成的系统所受合外力不为0,所以动量不守恒;A 、B 、C 组成的系统所受合外力为0,所以动量守恒.对于C ,它受A 给它向左的摩擦力,大小为μm A g ;同理它受B 给它向右的摩擦力,大小为μm B g .而m A ∶m B =3∶2,所以向左的摩擦力大于向右的摩擦力,故向左运动.则选项B 、C 正确.2.[162] 【解析】选A.选项D 不遵守动量守恒定律,所以选项D 错误;A 、B 、C 三个选项都遵守动量守恒定律,则要从机械能上来验证.由p 2=2mE k 得:E k =p 22m,通过计算碰撞前后总动能的变化可知,对A 项:ΔE k <0,符合条件,该项成立;对B 项:ΔE k >0,动能增加了,不成立;同理C 项也不成立.3.[163] 【解析】选C.根据光电效应的实验规律知,从光照射金属表面到光电子发射的时间间隔极短,这与光的强度无关,故选项A 错误;实验规律还指出,逸出光电子的最大初动能与入射光频率有关,光电流与入射光强度成正比,由此可知,选项B 、D 错误,C 正确.4.[164] 【解析】选C.小球与弹簧组成的系统在小球与弹簧作用的时间内受到了墙的作用力,故系统动量不守恒.系统只发生动能和弹性势能的相互转化,故机械能守恒,选项C 正确.5.[165] 【解析】选B.弹丸爆炸瞬间爆炸力远大于外力,故爆炸瞬间动量守恒.因两弹片均水平飞出,飞行时间t =2h g =1 s ,取向右为正,由水平速度v =xt知,选项A 中,v 甲=2.5 m/s ,v 乙=-0.5 m/s ;选项B 中,v 甲=2.5 m/s ,v 乙=0.5 m/s ;选项C 中,v 甲=1 m/s ,v 乙=2 m/s ;选项D 中,v 甲=-1 m/s ,v 乙=2 m/s.因爆炸瞬间动量守恒,故m v =m 甲v 甲+m乙v 乙,其中m 甲=34m ,m 乙=14m ,v =2 m/s ,代入数值计算知选项B 正确.6.[166] 【解析】选C.光的波动性指大量光子在空间各点出现的可能性的大小可以用波动规律来描述,不是惠更斯的波动说中宏观意义下的机械波.光的粒子性是指光的能量是一份一份的,每一份是一个光子,不是牛顿微粒说中的经典微粒.某现象说明光具有波动性,是指波动理论能解释这一现象;某现象说明光具有粒子性,是指能用粒子说解释.7.[167] 【解析】选AC.根据动量定理可知,在过程Ⅰ中,钢珠从静止状态自由下落,不计空气阻力,钢珠所受的合外力即为重力,因此钢珠的动量的改变量等于重力的冲量,A 选项正确;过程Ⅱ中阻力的冲量的大小等于过程Ⅰ中与过程Ⅱ中重力的冲量的大小之和,显然B 选项错误;在Ⅰ、Ⅱ两个过程中,钢珠动量的改变量各不为零,且它们大小相等、方向相反,但从整个过程看,钢珠动量的改变量为零,故钢珠所受合外力的总冲量等于零,C 选项正确,D 选项错误.8.[168] 【解析】选C.为了解释光电效应的实验规律,由于当时没有现成的理论,爱因斯坦就提出了“光子说”来解释光电效应的规律,并取得成功.从科学研究的方法来说,这属于科学假说.C 正确,A 、B 、D 错误.9.[169] 【解析】选BD.小物块与箱子作用过程中满足动量守恒,小物块最后恰好又回到箱子正中间.二者相对静止,即为共速,设速度为v 1,m v =(m +M )v 1,系统损失动能ΔE k =12m v 2-12(M +m )v 21=12Mm v 2M +m,A 错误,B 正确;由于碰撞为弹性碰撞,故碰撞时不损失能量,系统损失的动能等于系统产生的热量,即ΔE k =Q =NμmgL ,C 错误,D 正确.10.[170] 【解析】选B.当光电管两端加上反向截止电压且光电流恰好为零时,有12m v 2m=eU ,对同一光电管使用不同频率的光照射,有hν-W 0=12m v 2m ,两式联立得,hν-W 0=eU ,丙光的反向截止电压最大,则丙光的频率最大,甲光、乙光频率相同,A 错误;由hνc =W 0得甲、乙、丙光对应的截止频率相等,C 错误;又λ=cν,可见λ丙<λ乙,B 正确;丙光对应的最大初动能最大,D 错误.11.[171] 【解析】(1)跳起后重心升高 h =2.55 m -2.10 m =0.45 m 根据机械能守恒定律12m v 2=mgh解得v =2gh =3 m/s.(2)由动量定理(F -mg )t =m v -0 即F =m vt+mg将已知数据代入上式可得F =1.0×103N根据牛顿第三定律可知:对地面的平均压力大小为1.0×103 N. 【答案】(1)3 m/s (2)1.0×103N12.[172] 【解析】波长为λ的光子能量为:E =hcλ,设灯泡每秒内发出的光子数为n ,灯泡电功率为P ,则n =kPE,式中,k =5%是灯泡的发光效率. 解得光子数n =kPλhc,代入题给数据得:n =1.4×1019(个). 【答案】1.4×1019个13.[173] 【解析】(1)逸出功 W 0=hν0=h c λ0=3.978×10-19 J.(2)光电子最大初动能E k =hν-W 0=h c λ-W 0=0.99×10-19 JE k =eU c ,U c =E ke =0.62 V.【答案】(1)3.978×10-19J (2)0.62 V14.[174] 【解析】设小球的质量为m ,运动到最低点与物块碰撞前的速度大小为v 1,取小球运动到最低点重力势能为零,根据机械能守恒定律得:mgh =12m v 21解得:v 1=2gh设碰撞后小球反弹的速度大小为v 1′,同理有: mg h 16=12m v ′21 解得:v 1′=gh 8设碰撞后物块的速度大小为v 2,取水平向右为正方向,根据动量守恒定律,有: m v 1=-m v 1′+5m v 2 解得:v 2=gh 8物块在水平面上滑行所受摩擦力的大小为:F =5μmg 设物块在水平面上滑行的时间为t ,有: v 2=at a =F 5m 解得:t =2gh 4μg . 【答案】2gh 4μg15.[175] 【解析】弹丸进入靶盒A 后,弹丸与靶盒A 的共同速度设为v ,由系统的动量守恒得m v 0=(m +M )v靶盒A 的速度减为零时,弹簧的弹性势能最大,由系统机械能守恒得 E p =12(m +M )v 2解得E p =m 22(m +M )v 20代入数值得E p =2.5 J. 【答案】2.5 J16.[176] 【解析】(1)设木板初速度方向为正,共同速度为v .据动量守恒定律 M v 0-m v 0=(M +m )v 得:v =M -mM +m v0 ①速度方向向右.(2)当小木块A 对地速度为零时,离出发点最远,设AB 间滑动摩擦系数为μ,由动能定理,有μmgs =12m v 20② 对整个系统,根据能量守恒,得 Q =μmgl =12(M +m )v 20-12(M +m )v 2③ 联立①②③解得 s =M +m4Ml . 【答案】(1)M -m M +m v 0 向右 (2)M +m4M l。
高二物理 动量守恒定律练习题 新人教版选修3-5
动量守恒定律练习题
1.高为0.8m的光滑水平桌面上放置有质量为3kg的钢球A和质量为2kg的钢球B,某时刻使B球以5m/s的速度与A球发生弹性正碰。
求:(1)碰撞后A、B两球的速度大小和方向。
(2)A球落地点离桌子边缘的水平距离。
A球:4m/s,向左;B球1m/s,向右
1.6m
2.一质量为1kg的木块用长为0.5m的不可伸长细绳悬于O点,木块处于A点位置,一颗质量为10g的子弹以1000m/s的速度击穿木块,木块恰能通过最高点。
求:(1)木块到最高点时的速度大小。
(2)被子弹击穿时木块的速度大小。
(3)被子弹击穿时木块对悬绳的拉力。
(4)子弹击穿木块后的速度大小。
m/s
5m/s
60N
500m/s 3.如图所示,光滑水平面上有ABC三个物块,其质量分别为m A=2.0kg,m B=1.0kg,m C=1.0kg,现用一轻弹簧将AB两物块连接,弹簧刚好处于原长状态,C以4m/s的速度迎面与B发生碰撞并瞬时粘连。
求:(1)物块B的最大速度值。
(2)弹簧具有弹性势能的最大值。
(3)物块A的最大速度值。
2m/s
2J
2m/s
4.一长为,质量为M的木板静止在光滑的水平面上,一质量为的滑块的初速度滑到木板上,木板长度至少为多少才能使滑块不滑出木板。
(设滑块与木板
间动摩擦因数为)
A B
v
O
A。
人教版 高中物理 选修3-5 16.2《动量守恒定律(一)》 同步测试试题(含答案解析)
人教版高中物理选修3-5 16.2《动量守恒定律(一)》同步测试试题(含答案解析)1.关于动量的概念,以下说法中正确的是( ).A.速度大的物体动量一定大B.质量大的物体动量一定大C.两个物体的质量相等,速度大小也相等,则它们的动量一定相等D.两个物体的速度相等,那么质量大的物体动量一定大2.下列运动中,在任何相等的时间内物体的动量变化完全相同的是( ).A.竖直上抛运动(不计空气阻力)B.平抛运动(不计空气阻力)C.匀速圆周运动D.简谐运动3.两个相向运动的物体碰撞后都静止,这说明两物体原来的( ).A.速度大小相等B.质量大小相等C.动量大小相等D.动量相同4.如图所示,p、p,分别表示物体受到冲量前、后的动量,短线表示的动量大小为15kg·m/s,长线表示的动量大小为30kg·m/s,箭头表示动量的方向.在下列所给的四种情况下,物体动量改变量相同的是( ).A.①②B.②④C。
①③D。
③④5.如图所示,一小车静止在光滑水平面上,甲、乙两人分别站在左右两侧,整个系统原来静止,则当两人同时相向走动时( ).A.要使小车静止不动,甲乙速率必相等B.要使小车向左运动,甲的速率必须比乙的大C.要使小车向左运动,甲的动量必须比乙的大D.要使小车向左运动,甲的动量必须比乙的小6.质量相同的三个小球a、b、c在光滑水平面上以相同的速率运动,它们分别与原来静止的三个球A、B、C相碰(a与A碰,b与B碰,c与C碰).碰后,a球继续沿原方向运动,b球静止不动,c球被弹回而向反方向运动.这时,A、B、C三球中动量最大的是( ).A.A球B.B球C.C球D.由于A、B、C三球质量未知,无法判定7.一人静止于完全光滑的水平冰面上.现欲离开冰面,下列可行的方祛是( ).A.向后踢腿B.手臂向前甩C.在冰面上滚动D.脱下外衣水平抛出8.A、B两滑块在一水平直气垫导轨上相碰,用频闪照相机在to=o,t1=Δt,t2=2Δt,t3=3Δt各时刻闪光4 次,摄得如图所示照片,其中B像有重叠,m B=3m A/2,由此可判断( ).A.碰前B静止,碰撞发生在60cm处,,=2.5Δt时刻B.碰后B静止,碰撞发生在60cm处,c=0.5Δt时刻C.碰前B静止,碰撞发生在60cm处,c=0.5Δt时刻D.碰后B静止,碰撞发生在60cm处,c=2.5Δt时刻9.甲、乙两个溜冰者,质量分别为48kg和50kg.甲手里拿着质量为2kg的球,两人均以2m/s的速率在冰面上相向滑行,冰面光滑.甲将球传给乙,乙再将球抛给甲,这样抛接若干次后,乙的速率为零,则甲的速率为多少?10.一质量为m=0.2kg的皮球10。
人教版高二物理选修3-5《动量守恒定律的应用》精选习题(含答案)
人教版高二物理选修3-5《动量守恒定律的应用》精选习题一、解答题1.在光滑水平地面上放有一质量为M带光滑弧形槽的小车,—个质量为m的小铁块以速度v沿水平槽口滑去,如图所示,求:(1)铁块能滑至弧形槽内的最大高度H(设m不会从左端滑离M).(2)铁块到最大高度时,小车的速度大小.(3)当铁块从右端脱离小车时,铁块和小车的速度分别是多少?2.如图所示,在光滑的水平面上停放着一辆质量为2m平板车C,在车上的左端放有一质量为m的小木块B,在小车的左边紧靠着一个固定在竖直平面内、半径为r的14光滑圆形轨道,轨道底端的切线水平且与小车的上表面相平。
现有一块质量也为m的小木块A从图中圆形轨道的23位置处由静止释放,然后,滑行到车上立即与小木块B发生碰撞,碰撞后两木块立即粘在一起向右在动摩擦因数为 的平板车上滑行,并与固定在平板车上的水平轻质小弹簧发生作用而被弹回,最后两个木块又回到小车的最左端与车保持相对静止,重力加速度为g,求:(1)小木块A滑到轨道最点低时,对圆形轨道的压力;(2)A、B两小木块在平板车上滑行的总路程。
3.如图所示,LMN是竖直平面内固定的光滑绝缘轨道,MN水平且足够长,LM是四分之一个圆周,且其下端与MN相切.质量为m的带正电小球B静止在水平轨道上,质量为2m的带正电小球A从LM上距水平轨道高为h处由静止释放,在A球进入水平轨道之前,由于A、B两球相距较远,相互作用力可认为是零,A球进入水平轨道后,A、B两球间相互作用视为静电作用.带电小球均可视为质点.已知A、B两球始终没有接触.重力加速度为g.求:(1)A、B两球相距最近时,A球的速度v.(2)A、B两球系统的电势能最大值P E.(3)A、B两球最终的速度A v、B v的大小.4.一轻质弹簧水平放置,一端固定在A 点,另一端与质量为m 的小物块P 接触但不连接.AB 是水平轨道,质量也为m 的小物块Q 静止在B 点,B 端与半径为l 的光滑半圆轨道BCD 相切,半圆的直径BD 竖直,如图所示.物块P 与AB 间的动摩擦因数μ=0.5.初始时PB 间距为4l ,弹簧处于压缩状态.释放P ,P 开始运动,脱离弹簧后在B 点与Q 碰撞后粘在一起沿轨道运动,恰能经过最高点D ,己知重力加速度g ,求: (1)粘合体在B 点的速度.(2)初始时弹簧的弹性势能.5.如图所示,水平放置的弹簧左端固定,小物块P (可视为质点)置于水平桌面上的A 点,并与弹簧右端接触,此时弹簧处于原长.现用水平向左的推力将P 缓慢地推至B 点,此时弹簧的弹性势能为k 21J E =.撤去推力后, P 沿桌面滑上一个停在光滑水平地面上的长木板Q 上,己知P 、Q 的质量分别为2kg m =、4kg M =, A 、B 间的距离14m L =, A 距桌子边缘C 的距离22m L =, P 与桌面及P与Q 间的动摩擦因数都为0.1μ=, g 取210m/s ,求: (1)要使P 在长木板Q 上不滑出去,长木板至少多长?(2)若长木板的长度为225m .,则P 滑离木板时, P 和Q 的速度各为多大?6.如图所示,在竖直面内有一个光滑弧形轨道,其末端水平,且与处于同一竖直面内光滑圆形轨道的最低端相切,并平滑连接. A 、B 两滑块(可视为质点)用轻细绳拴接在一起,在它们中间夹住一个被压缩的微小轻质弹簧.两滑块从弧形轨道上的某一高度由静止滑下,当两滑块刚滑入圆形轨道最低点时拴接两滑块的绳突然断开,弹簧迅速将两滑块弹开,其中前面的滑块A 沿圆形轨道运动恰能通过轨道最高点.已知圆形轨道的半径0.50m R =,滑块A 的质量0.16kg A m =.滑块B 的质量0.04kg B m =,两滑块开始下滑时距圆形轨道底端的高度0.80m h =,重力加速度g 取210m /s ,空气阻力可忽略不计.求: (1)A 、B 两滑块一起运动到圆形轨道最低点时速度的大小.(2)滑块A 被弹簧弹开时的速度大小.(3)弹簧在将两滑块弹开的过程中释放的弹性势能.7.如图所示,高 1.6m H =的赛台ABCDE 固定于地面上,其上表面ABC 光滑;质量1kg M =、高0.8m h =、长L 的小车Q 紧靠赛台右侧CD 面(不粘连),放置于光滑水平地面上.质量1kg m =的小物块P 从赛台顶点A 由静止释放,经过B 点的小曲面无损失机械能的滑上BC 水平面,再滑上小车的左端.已知小物块与小车上表面的动摩擦因数0.4μ=, g 取210m/s . (1)求小物块P 滑上小车左端时的速度1v .(2)如果小物块没有从小车上滑脱,求小车最短长度0L .(3)若小车长 1.2m L =,在距离小车右端S 处固定有车面等高的竖直挡板(见下图),小车碰上挡板后立即停止不动,讨论小物块在小车上运动过程中,克服摩擦力做功f W 与S 的关系.8.如图所示,质量均为m 的物体B 、C 分别与轻质弹簧的两端相栓接,将它们放在倾角为30θ=︒的光滑斜面上,静止时弹簧的形变量为0x .斜面底端有固定挡板D ,物体C 靠在挡板D 上.将质量也为m 的物体A 从斜面上的某点由静止释放,A 与B 相碰.已知重力加速度为g ,弹簧始终处于弹性限度内,不计空气阻力.求:(1)弹簧的劲度系数k ;(2)若A 与B 相碰后粘连在一起开始做简谐运动,当A 与B 第一次运动到最高点时,C 对挡板D 的压力恰好为零,求C 对挡板D 压力的最大值.(3)若将A 从另一位置由静止释放,A 与B 相碰后不粘连,但仍立即一起运动,且当B 第一次运动到最高点时,C 对挡板D 的压力也恰好为零.已知A 与B 相碰后弹簧第一次恢复原长时B 的速度大小为v =A 第一次运动达到的最高点与开始静止释放点之间的距离.答案详细解析1.(1)()202Mv M m g+ (2) 02m v M m + (3)0【解析】(1)、(2)铁块滑至最高处时,有共同速度v ,由动量守恒定律得()0mv M m v =+① 则: 0mv v M m=+由能量守恒定律得: ()2201122mgH mv M m v =-+,② 由①②计算得出: ()202Mv H M m g=+.(3)铁块从小车右端滑离小车时,小车的速度最大为1v ,此时铁块速度为2v ,由动量守恒定律得:012mv mv Mv =+③由能量守恒定律得222012111222mv mv Mv =+④, 由③④计算得出: 10m M v v M m -=+, 202mv v M m=+。
高考物理一轮复习1动量定理动量守恒定律及其应用课时作业新人教版选修3-5
选修3-5动量守恒定律波粒二象性原子结构与原子核第1课时动量定理动量守恒定律及其应用1. 在如图1所示的装置中,木块B与水平桌面间的接触是光滑的,子弹A沿水平方向射入木块后留在其中,将弹簧压缩到最短。
若将子弹、木块和弹簧合在一起作为系统,则此系统在从子弹开始射入到弹簧被压缩至最短的整个过程中( )纟v图1A. 动量守恒,机械能守恒B. 动量不守恒,机械能不守恒C. 动量守恒,机械能不守恒D. 动量不守恒,机械能守恒解析子弹射入木块是瞬间完成的,这个过程相当于子弹与木块发生一次完全非弹性碰撞,动量守恒,机械能不守恒,一部分动能转化为内能。
之后木块(连同子弹)压缩弹簧,将其动能转化为弹性势能,这个过程机械能守恒,但由于左侧挡板的支持力的冲量作用,使系统的动量不断减少,动量不守恒。
所以整个过程中,动量和机械能均不守恒。
答案B2. (多选)如图2所示,A、B两物体的质量R A>中间用一段细绳相连并有一被压缩的弹簧,放在平板小车C上后,A B、C均处于静止状态。
若地面光滑,则在细绳被剪断后,A、B从C上滑离之前,A B在C上向相反方向滑动过程中( )图2A. 若A、B与C之间的摩擦力大小相同,则A、B组成的系统动量守恒,A B C组成的系统动量也守恒B. 若A B与C之间的摩擦力大小不相同,则A、B组成的系统动量不守恒,AB、C组成的系统动量也不守恒C. 若A、B与C之间的摩擦力大小不相同,则A、B组成的系统动量不守恒,但A B、C 组成的系统动量守恒D. 以上说法均不对解析当A B两物体组成一个系统时,弹簧的弹力为内力,而 A B与C之间的摩擦力为外力。
当A、B与C之间的摩擦力等大、反向时,A、B组成的系统所受外力之和为零,动量守恒;当A、B与C之间的摩擦力大小不相等时,A、B组成的系统所受外力之和不为零,动量不守恒。
而对于A B C组成的系统,由于弹簧的弹力, A B与C之间的摩擦力均为内力,故不论A B与C之间的摩擦力的大小是否相等,A B、C组成的系统所受外力之和圴为零,故系统的动量守恒。
最新人教版高二物理选修3-5《动量守恒定律的应用》精选习题(含答案)
人教版高二物理选修3-5《动量守恒定律的应用》精选习题一、解答题1.在光滑水平地面上放有一质量为M带光滑弧形槽的小车,—个质量为m的小铁块以速度v沿水平槽口滑去,如图所示,求:(1)铁块能滑至弧形槽内的最大高度H(设m不会从左端滑离M).(2)铁块到最大高度时,小车的速度大小.(3)当铁块从右端脱离小车时,铁块和小车的速度分别是多少?2.如图所示,在光滑的水平面上停放着一辆质量为2m平板车C,在车上的左端放有一质量为m的小木块B,在小车的左边紧靠着一个固定在竖直平面内、半径为r的14光滑圆形轨道,轨道底端的切线水平且与小车的上表面相平。
现有一块质量也为m的小木块A从图中圆形轨道的23位置处由静止释放,然后,滑行到车上立即与小木块B发生碰撞,碰撞后两木块立即粘在一起向右在动摩擦因数为 的平板车上滑行,并与固定在平板车上的水平轻质小弹簧发生作用而被弹回,最后两个木块又回到小车的最左端与车保持相对静止,重力加速度为g,求:(1)小木块A滑到轨道最点低时,对圆形轨道的压力;(2)A、B两小木块在平板车上滑行的总路程。
3.如图所示, LMN 是竖直平面内固定的光滑绝缘轨道, MN 水平且足够长, LM 是四分之一个圆周,且其下端与MN 相切.质量为m 的带正电小球B 静止在水平轨道上,质量为2m 的带正电小球A 从LM 上距水平轨道高为h 处由静止释放,在A 球进入水平轨道之前,由于A 、B 两球相距较远,相互作用力可认为是零, A 球进入水平轨道后, A 、B 两球间相互作用视为静电作用.带电小球均可视为质点.已知A 、B 两球始终没有接触.重力加速度为g .求:(1)A 、B 两球相距最近时, A 球的速度v .(2)A 、B 两球系统的电势能最大值P E .(3)A 、B 两球最终的速度A v 、B v 的大小.4.一轻质弹簧水平放置,一端固定在A 点,另一端与质量为m 的小物块P 接触但不连接.AB 是水平轨道,质量也为m 的小物块Q 静止在B 点,B 端与半径为l 的光滑半圆轨道BCD 相切,半圆的直径BD 竖直,如图所示.物块P 与AB 间的动摩擦因数μ=0.5.初始时PB 间距为4l ,弹簧处于压缩状态.释放P ,P 开始运动,脱离弹簧后在B 点与Q 碰撞后粘在一起沿轨道运动,恰能经过最高点D ,己知重力加速度g ,求:(1)粘合体在B 点的速度.(2)初始时弹簧的弹性势能.5.如图所示,水平放置的弹簧左端固定,小物块P (可视为质点)置于水平桌面上的A 点,并与弹簧右端接触,此时弹簧处于原长.现用水平向左的推力将P 缓慢地推至B 点,此时弹簧的弹性势能为k 21J E =.撤去推力后, P 沿桌面滑上一个停在光滑水平地面上的长木板Q 上,己知P 、Q 的质量分别为2kg m =、4kg M =, A 、B 间的距离14m L =, A 距桌子边缘C 的距离22m L =, P 与桌面及P 与Q 间的动摩擦因数都为0.1μ=, g 取210m/s ,求:(1)要使P 在长木板Q 上不滑出去,长木板至少多长?(2)若长木板的长度为225m .,则P 滑离木板时,P 和Q 的速度各为多大?6.如图所示,在竖直面内有一个光滑弧形轨道,其末端水平,且与处于同一竖直面内光滑圆形轨道的最低端相切,并平滑连接. A 、B 两滑块(可视为质点)用轻细绳拴接在一起,在它们中间夹住一个被压缩的微小轻质弹簧.两滑块从弧形轨道上的某一高度由静止滑下,当两滑块刚滑入圆形轨道最低点时拴接两滑块的绳突然断开,弹簧迅速将两滑块弹开,其中前面的滑块A 沿圆形轨道运动恰能通过轨道最高点.已知圆形轨道的半径0.50m R =,滑块A 的质量0.16kg A m =.滑块B 的质量0.04kg B m =,两滑块开始下滑时距圆形轨道底端的高度0.80m h =,重力加速度g 取210m /s ,空气阻力可忽略不计.求:(1)A 、B 两滑块一起运动到圆形轨道最低点时速度的大小.(2)滑块A 被弹簧弹开时的速度大小.(3)弹簧在将两滑块弹开的过程中释放的弹性势能.7.如图所示,高 1.6m H =的赛台ABCDE 固定于地面上,其上表面ABC 光滑;质量1kg M =、高0.8m h =、长L 的小车Q 紧靠赛台右侧CD 面(不粘连),放置于光滑水平地面上.质量1kg m =的小物块P 从赛台顶点A 由静止释放,经过B 点的小曲面无损失机械能的滑上BC 水平面,再滑上小车的左端.已知小物块与小车上表面的动摩擦因数0.4μ=, g 取210m/s .(1)求小物块P 滑上小车左端时的速度1v .(2)如果小物块没有从小车上滑脱,求小车最短长度0L .(3)若小车长 1.2m L =,在距离小车右端S 处固定有车面等高的竖直挡板(见下图),小车碰上挡板后立即停止不动,讨论小物块在小车上运动过程中,克服摩擦力做功f W 与S 的关系.θ=︒的光滑8.如图所示,质量均为m的物体B、C分别与轻质弹簧的两端相栓接,将它们放在倾角为30x.斜面底端有固定挡板D,物体C靠在挡板D上.将质量也为m的物斜面上,静止时弹簧的形变量为体A从斜面上的某点由静止释放,A与B相碰.已知重力加速度为g,弹簧始终处于弹性限度内,不计空气阻力.求:(1)弹簧的劲度系数k;(2)若A与B相碰后粘连在一起开始做简谐运动,当A与B第一次运动到最高点时,C对挡板D的压力恰好为零,求C对挡板D压力的最大值.(3)若将A从另一位置由静止释放,A与B相碰后不粘连,但仍立即一起运动,且当B第一次运动到最高点时,C对挡板D的压力也恰好为零.已知A与B相碰后弹簧第一次恢复原长时B的速度大小为v=A第一次运动达到的最高点与开始静止释放点之间的距离.答案详细解析1.(1)()202Mv M m g+ (2) 02m v M m + (3)0 【解析】(1)、(2)铁块滑至最高处时,有共同速度v ,由动量守恒定律得()0mv M m v =+①则: 0mv v M m=+ 由能量守恒定律得: ()2201122mgH mv M m v =-+,② 由①②计算得出: ()202Mv H M m g=+. (3)铁块从小车右端滑离小车时,小车的速度最大为1v ,此时铁块速度为2v ,由动量守恒定律得: 012mv mv Mv =+③ 由能量守恒定律得222012111222mv mv Mv =+④, 由③④计算得出: 10m M v v M m -=+, 202m v v M m =+。
(完整word版)人教版物理选修3-516.3动量守恒定律同步练习题(含解析)
人教版物理选修3—5 16。
3动量守恒定律同步练习题号一二三总分得分一、单选题(本大题共13小题,共52。
0分)1.关于系统动量守恒的条件,下列说法正确的是( )A。
只要系统内存在摩擦力,系统动量就不守恒B。
只要系统中有一个物体受合力不为零,系统动量就不守恒C。
只要系统所受的合外力为零,系统动量就守恒D。
子弹水平飞行,击穿一块原来静止在光滑水平面上的木块,因为子弹穿透木块的过程中受到阻力作用,所以子弹和木块组成的系统总动量不守恒2.一炮弹质量为m,以一定的倾角斜向上发射,达到最高点时速度大小为v,方向水平.炮弹在最高点爆炸成两块,其中一块恰好做自由落体运动,质量为m/4,则爆炸后另一块瞬时速度大小为A。
v B。
C. D。
03.质量为m1=2kg,m2=5kg的两静止小车压缩一条轻弹簧后放在光滑的水平面上,放手后把小车弹开.今测得m2受到的冲量是10N•s,则在此过程中,m1的动量的变化量是()A. 2 B。
C。
10 D.4.下列说法正确的是A. 物体速度变化越大,则加速度一定越大B。
发生碰撞的两个物体,机械能是守恒的C。
合外力对系统做功为零,则系统机械能一定守恒D. 系统所受合外力为零,则系统的动量一定守恒5.如图所示,光滑的水平地面上有一辆平板车,车上有一个人.原来车和人都静止。
当人从左向右行走的过程中()A. 人和车组成的系统水平方向动量守恒B。
人和车组成的系统机械能守恒C。
人和车的速度方向相同D. 人停止行走时,人和车的速度不为零6.如图所示,一个质量为M的滑块放置在光滑水平面上,滑块的一侧是一个四分之一圆弧EF,圆弧半径为.E点切线水平.另有一个质量为m的小球以初速度从E点冲上滑块,若小球刚好没跃出圆弧的上端,已知,g取,不计摩擦。
则小球的初速度的大小为A. B. C。
D。
7.在光滑的水平面上,物体A以较大速度v a向前运动,与以较小速度v b向同一方向运动的,连有轻质弹簧的物体B发生相互作用,如图.在弹簧被压缩的过程中,当系统的弹性势能最大时()A. B。
高考物理动量守恒定律的应用解题技巧及经典题型及练习题(含答案)含解析
高考物理动量守恒定律的应用解题技巧及经典题型及练习题(含答案)含解析一、高考物理精讲专题动量守恒定律的应用1.如图所示质量为m的物块A在光滑的水平面上以一定的速度向右滑行,质量为2m的圆弧体静止在光滑水平面上,光滑圆弧面最低点与水平面相切,圆弧的半径为R,圆弧所对的圆心角θ=53°,物块滑上圆弧体后,刚好能滑到圆弧体的最高点,重力加速度为g。
求(1)物块在水平面上滑行的速度大小;(2)若将圆弧体锁定,物块仍以原来的速度向右滑行并滑上圆弧体,则物块从圆弧面上滑出后上升到最高点的速度大小及最高点离地面的高度。
【答案】(1)06 5v gR=(2)232 55v gR =66125 h R =【解析】【分析】(1)A、B组成的系统在水平方向动量守恒,应用动量守恒定律与机械能守恒定律可以求出物块A的速度。
(2)圆弧体固定,物块上滑过程机械能守恒,应用机械能守恒定律可以求出到达圆弧体上端时的速度,离开圆弧体后物块做斜上抛运动,应用运动的合成与分解可以求出到达最高点的速度,应用机械能守恒定律可以求出上升的最大高度。
【详解】(1)物块与圆弧体组成的系统在水平方向动量守恒,物块到达最高点时两者速度相等,以向右为正方向,由动量守恒定律得:mv0=(m+2m)v,由机械能守恒定律得:12m v02=12(m+2m)v2+mgR(1−cosθ),解得:06 5v gR =(2)对物块,由机械能守恒定律得:12m v02=12m v12+mgR(1−cosθ),解得:12 5v gR=物块从圆弧最高点抛出后,在水平方向做匀速直线运动,竖直方向做竖直上抛运动,物块到达最高点时,物块的速度:v2=v1cosθ=3255gR,由机械能守恒定律得:12m v02=mgh+12m v22,解得:h=66125R ; 【点睛】本题考查了动量守恒定律与机械能守恒定律的应用,分析清楚物体运动过程是解题的前提,应用动量守恒定律、机械能守恒定律即可解题。
高考物理动量守恒定律解题技巧及经典题型及练习题(含答案)含解析
高考物理动量守恒定律解题技巧及经典题型及练习题(含答案)含解析一、高考物理精讲专题动量守恒定律1.运载火箭是人类进行太空探索的重要工具,一般采用多级发射的设计结构来提高其运载能力。
某兴趣小组制作了两种火箭模型来探究多级结构的优越性,模型甲内部装有△m=100 g 的压缩气体,总质量为M=l kg ,点火后全部压缩气体以v o =570 m/s 的速度从底部喷口在极短的时间内竖直向下喷出;模型乙分为两级,每级内部各装有2m∆ 的压缩气体,每级总质量均为2M,点火后模型后部第一级内的全部压缩气体以速度v o 从底部喷口在极短时间内竖直向下喷出,喷出后经过2s 时第一级脱离,同时第二级内全部压缩气体仍以速度v o 从第二级底部在极短时间内竖直向下喷出。
喷气过程中的重力和整个过程中的空气阻力忽略不计,g 取10 m /s 2,求两种模型上升的最大高度之差。
【答案】116.54m【解析】对模型甲: ()00M m v mv =-∆-∆甲21085=200.5629v h m m g =≈甲甲对模型乙第一级喷气: 10022m mM v v ∆∆⎛⎫=-- ⎪⎝⎭乙 解得: 130m v s=乙2s 末: ‘11=10m v v gt s-=乙乙22111'=402v v h m g-=乙乙乙对模型乙第一级喷气:‘120=)2222M M m m v v v ∆∆--乙乙( 解得: 2670=9mv s 乙 22222445=277.10281v h m m g =≈乙乙可得: 129440+=116.5481h h h h m m ∆=-≈乙乙甲。
2.(16分)如图,水平桌面固定着光滑斜槽,光滑斜槽的末端和一水平木板平滑连接,设物块通过衔接处时速率没有改变。
质量m 1=0.40kg 的物块A 从斜槽上端距水平木板高度h=0. 80m 处下滑,并与放在水平木板左端的质量m 2=0.20kg 的物块B 相碰,相碰后物块B 滑行x=4.0m 到木板的C 点停止运动,物块A 滑到木板的D 点停止运动。
人教版物理选修3-5 16.3动量守恒定律 同步练习题(含解析)
人教版物理选修3-5 16.3动量守恒定律同步练习一、单选题(本大题共13小题,共52.0分)1.关于系统动量守恒的条件,下列说法正确的是()A. 只要系统内存在摩擦力,系统动量就不守恒B. 只要系统中有一个物体受合力不为零,系统动量就不守恒C. 只要系统所受的合外力为零,系统动量就守恒D. 子弹水平飞行,击穿一块原来静止在光滑水平面上的木块,因为子弹穿透木块的过程中受到阻力作用,所以子弹和木块组成的系统总动量不守恒2.一炮弹质量为m,以一定的倾角斜向上发射,达到最高点时速度大小为v,方向水平.炮弹在最高点爆炸成两块,其中一块恰好做自由落体运动,质量为m/4,则爆炸后另一块瞬时速度大小为A. vB. 3v/4C. 4v/3D. 03.质量为m1=2kg,m2=5kg的两静止小车压缩一条轻弹簧后放在光滑的水平面上,放手后把小车弹开.今测得m2受到的冲量是10N•s,则在此过程中,m1的动量的变化量是()A. 2 kg⋅m/sB. −2kg⋅m/sC. 10 kg⋅m/sD. −10kg⋅m/s4.下列说法正确的是A. 物体速度变化越大,则加速度一定越大B. 发生碰撞的两个物体,机械能是守恒的C. 合外力对系统做功为零,则系统机械能一定守恒D. 系统所受合外力为零,则系统的动量一定守恒5.如图所示,光滑的水平地面上有一辆平板车,车上有一个人.原来车和人都静止.当人从左向右行走的过程中()A. 人和车组成的系统水平方向动量守恒B. 人和车组成的系统机械能守恒C. 人和车的速度方向相同D. 人停止行走时,人和车的速度不为零6.如图所示,一个质量为M的滑块放置在光滑水平面上,滑块的一侧是一个四分之一圆弧EF,圆弧半径为R=1m。
E点切线水平。
另有一个质量为m的小球以初速度v0从E 点冲上滑块,若小球刚好没跃出圆弧的上端,已知M=4m,g取10m/s2,不计摩擦。
则小球的初速度v0的大小为()A. v0=4m/sB. v0=5m/sC. v0=6m/sD. v0=7m/s7.在光滑的水平面上,物体A以较大速度v a向前运动,与以较小速度v b向同一方向运动的,连有轻质弹簧的物体B发生相互作用,如图.在弹簧被压缩的过程中,当系统的弹性势能最大时()A. v a>v bB. v a=v bC. v a<v bD. 无法确定8.人和气球离地高为h,恰好悬浮在空中,气球质量为M,人的质量为m.人要从气球下拴着的软绳上安全到达地面,软绳的长度至少为()A. Mℎm+M B. mℎm+MC. (M+m)ℎmD. (M+m)ℎM9.如图所示,两个小球A、B在光滑水平地面上相向运动,它们的质量分别为m A=4kg,m B=2kg,速度分别是v A=3m/s(设为正方向),v B=-3m/s.则它们发生正碰后,速度的可能值分别为()A. v A′=1m/s,v B′=1m/sB. v A′=4m/s,v B′=−5m/sC. v A′=2m/s,v B′=−1m/sD. v A′=−1m/s,v B′=−5m/s10.小车静止在光滑水平面上,站在车上的人练习打靶(人相对于小车静止不动),靶装在车上的另一端,如图所示,已知车、人、枪和靶的总质量为M(不含子弹),子弹的质量为m,若子弹离开枪口的水平速度大小为v0(空气阻力不计),子弹打入靶中且留在靶里,则子弹射入靶后,小车获得的速度大小为( )A. 0B. mv0M C. mv0M+mD. mv0M-m11.如图所示,质量为M的车厢静止在光滑的水平面上,车厢内有一质量为m的滑块,以初速度v0在车厢地板上向右运动,与车厢两壁发生若干次碰撞,最后相对车厢静止,则车厢的最终速度是()A. 0B. v0,方向水平向右C. mv0M+m ,方向水平向右 D. mv0M,方向水平向右12.如图(a)所示,光滑绝缘水平面上有甲、乙两个点电荷。
人教版高中物理选修35动量和动量定理专题练习(包含答案),文档
人教版高中物理选修3-5动量和动量定理专题练习〔包含答案〕人教版高中物理选修3-5动量和动量定理专题练习1.有关实际中的现象,以下说法不正确的选项是 ( ).火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度B.体操运发动在着地时屈腿是为了减小地面对运发动的作用力C.用枪射击时要用肩部抵住枪身是为了减少反冲的影响D.为了减轻撞车时对司乘人员的伤害程度,发动机舱越稳固越好答案: D2.一物体从某高处由静止释放,设所受空气阻力恒定,当它下落h时的动量大小为p1,当它下落2h时动量大小为p2,那么p1∶p2等于( )A.1∶1 B.1∶ 2 C.1∶2 D.1∶4答案: B3.甲、乙两物体分别在恒力F1、F2的作用下,沿同一直线运动。
它们的动量随时间变化如下列图。
设甲在t1时间内所受的冲量为I1,乙在t2时间内所受的冲量为I2,那么F、I的大小关系是( ).12,I1=I2.1<F,I12F>F F< IC.F1>F2,I1>I2 D.F1=F2,I1=I2 答案:A1/74.质量为kg的小球竖直向下以6m/s的速度落至水平地面上,再以4m/s的速度反向弹回。
取竖直向上为正方向,在小球与地面接触的时间内,关于球动量变化量p和合外力对小球做的功W,以下说法正确的选项是( )A. p=2kg·m/sW=-2JB. p=-2kg·m/sW=2JC. p=kg ·m/sW=-2JD. p=-kg ·m/sW=2J答案: A5.关于物体的动量和动能,以下说法正确的选项是( ).一物体的动量不变,其动能一定不变B.一物体的动能不变,其动量一定不变C.两物体的动量相等,其动能一定相等D.两物体的动能相等,其动量一定相等答案: A6.如下列图,足够长的传送带以恒定的速率 v1逆时针运动,一质量为m的物块以大小为v2的初速度从传送带的P点冲上传送带,从此时起到物块再次回到P点的过程中,以下说法正确的选项是( )A.合力对物块的冲量大小一定为2mv2B.合力对物块的冲量大小一定为2mv12/7C.合力对物块的冲量大小可能为零D.合力对物块做的功可能为零答案: D7.(多项选择)如下列图,质量为m、2m的甲、乙两个同种材质的物体静止在粗糙水平面上,某时刻,它们同时受到水平恒力F,经过时间t,同时撤掉力F。
高中物理-经典习题及答案-选修3-5
第十六章 动量守恒定律一、冲量和动量(一)知识要点1.动量:按定义,物体的质量和速度的乘积叫做动量:p =mv⑴动量是描述物体运动状态的一个状态量,它与时刻相对应。
⑵动量是矢量,它的方向和速度的方向相同。
<2.冲量:按定义,力和力的作用时间的乘积叫做冲量:I =Ft⑴冲量是描述力的时间积累效应的物理量,是过程量,它与时间相对应。
⑵冲量是矢量,它的方向由力的方向决定(不能说和力的方向相同)。
如果力的方向在作用时间内保持不变,那么冲量的方向就和力的方向相同。
⑶高中阶段只要求会用I=Ft 计算恒力的冲量。
对于变力的冲量,高中阶段只能利用动量定理通过物体的动量变化来求。
⑷要注意的是:冲量和功不同。
恒力在一段时间内可能不作功,但一定有冲量。
(二)例题分析(例1:质量为m 的小球由高为H 的光滑斜面顶端无初速滑到底端过程中,重力、弹力、合力的冲量各是多大 解:力的作用时间都是g H g H t 2sin 1sin 22αα==,力的大小依次是mg 、mg cos α和mg sin α,所以它们的冲量依次是: gH m I gH m I gH m I N G 2,tan 2,sin 2===合αα 特别要注意,该过程中弹力虽然不做功,但对物体有冲量。
~例2:一个质量是0.2kg 的钢球,以2m/s 的速度水平向右运动,碰到一块竖硬的大理石后被弹回,沿着同一直线以2m/s 的速度水平向左运动,碰撞前后钢球的动量有没有变化变化了多少解:取水平向右的方向为正方向,碰撞前钢球的速度v =2m/s ,碰撞前钢球的动量为P=mv =×2kg ·m/s=0.4kg·m/s 。
碰撞后钢球的速度为v ′=0.2m/s ,碰撞后钢球的动量为p ′=m v ′=×2kg ·m/s=-0.4kg·m/s 。
△p= p ′-P =-0.4kg·m/s-0.4kg·m/s=-0.8kg·m/s ,且动量变化的方向向左。
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【全程复习方略】(全国通用)2016届高考物理总复习 1动量守恒定律及其应用考题演练(含解析)(选修3-5)1.(2014·浙江高考)如图所示,甲木块的质量为m1,以v的速度沿光滑水平地面向前运动,正前方有一静止的、质量为m2的乙木块,乙上连有一轻质弹簧。
甲木块与弹簧接触后( )A.甲木块的动量守恒B.乙木块的动量守恒C.甲、乙两木块所组成系统的动量守恒D.甲、乙两木块所组成系统的动能守恒【解析】选C。
根据动量守恒定律的条件,以甲、乙为一系统,系统的动量守恒,A、B错误,C正确;甲、乙的一部分动能转化为弹簧的弹性势能,甲、乙系统的动能不守恒,D错误。
2.(2014·福建高考)一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置,由控制系统使箭体与卫星分离。
已知前部分的卫星质量为m1,后部分的箭体质量为m2,分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行,若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化,则分离后卫星的速率v1为( )A.v0-v2B.v0+v2C.v0-v2D.v0+(v0-v2)【解析】选D。
根据动量守恒定律有(m1+m2)v0=m1v1+m2v2,可得v1=v0+(v0-v2),故选D。
3.(2014·大纲版全国卷)一中子与一质量数为A(A>1)的原子核发生弹性正碰。
若碰前原子核静止,则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为( )A. B.C. D.【解析】选A。
中子与原子核发生弹性正碰时,动量和机械能都守恒,考虑到中子的质量小于静止的原子核的质量,所以设碰撞前中子的速度为v0,碰撞后中子原路返回的速度为-v,原子核的速度为V,中子的质量为m,则原子核的质量为Am,由动量守恒定律和机械能守恒定律得:mv0=AmV-mv和m=mv2+AmV2,所以=,故选项A正确。
4.为估算池中睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压强,小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台,测得1小时内杯中水位上升了45mm。
查询得知,当时雨滴竖直下落的速度约为12m/s,据此估算该压强约为(设雨滴撞击睡莲后无反弹,不计雨滴重力,雨水的密度为1×103kg/m3)( )A.0.15 PaB.0.54 PaC.1.5 PaD.5.4 Pa【解析】选A。
由题中1小时内水位上升了45mm,可知每秒钟水位上升的高度:Δh=m,在t秒内雨水对睡莲叶面的冲量:I=·t=mv=ρ·V·v=ρ(S底·Δht)·v,可得雨滴对睡莲叶面的压强:p==ρΔhv=0.15Pa,故选项A正确。
5.(多选)如图所示,把重物G压在纸带上,用一水平力F缓慢拉动纸带,重物跟着纸带一起运动;若迅速拉动纸带,纸带将会从重物下抽出。
对这种现象的解释正确的是( )A.在缓慢拉动纸带时,纸带对重物的摩擦力大B.在迅速拉动纸带时,纸带对重物的摩擦力小C.在缓慢拉动纸带时,纸带对重物的冲量大D.在迅速拉动纸带时,纸带对重物的冲量小【解析】选C、D。
本题中的重物G所受的合力为摩擦力,在缓慢拉动纸带时,重物与纸带之间的摩擦力是静摩擦力;在迅速拉动纸带时,它们之间的摩擦力是滑动摩擦力。
由于通常认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力,所以缓慢拉动纸带时摩擦力小,迅速拉动纸带时摩擦力大。
故选项A、B均错。
缓慢拉动纸带时,虽然摩擦力小,但作用时间长;迅速拉动纸带时,虽然摩擦力大,但作用时间短,因此根据冲量I=Ft难以判断其冲量的大小。
但是题目中明确指出,缓慢拉动纸带时,重物与纸带一起运动,即说明重物的速度与纸带的速度相同;迅速拉动纸带时,纸带会从重物下抽出,说明重物的速度极小,因此缓慢拉出纸带时重物的动量变化大,即外力的冲量大,迅速拉出纸带时重物的动量变化小,即外力的冲量小。
故选项C、D正确。
6.(多选)(2015·南京模拟)下面的说法正确的是( )A.物体运动的方向就是它的动量的方向B.如果物体的速度发生变化,则可以肯定它受到的合外力的冲量不为零C.如果合外力对物体的冲量不为零,则合外力一定使物体的动能增大D.作用在物体上的合外力冲量不一定能改变物体速度的大小【解析】选A、B、D。
物体动量的方向与物体运动方向相同,A对;如果物体的速度变化,则物体的动量一定发生了变化,由动量定理知,物体受到的合外力的冲量不为零,B对;合外力对物体的冲量不为零,但合外力可以对物体不做功,物体的动能可以不变,C错误;作用在物体上的合外力冲量可以只改变物体速度的方向,不改变速度的大小,D对。
7.(2015·柳州模拟)用半径相同的两个小球A、B的碰撞验证动量守恒定律,实验装置示意图如图所示,斜槽与水平槽圆滑连接。
实验时先不放B球,使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下,落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。
再把B球静置于水平槽边缘处,让A球仍从C处由静止滚下,A球和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹。
记录纸上的O点是重垂线所指的位置,若测得各落点痕迹到O点的距离:OM=2.68cm,OP=8.62cm,ON=11.50 cm,并知A、B两球的质量比为2∶1,则未放B球时A球落地点是记录纸上的点,系统碰撞前总动量p与碰撞后总动量p′的百分误差×100%= %(结果保留一位有效数字)。
【解析】M、N分别是碰后两球的落地点的位置,P是碰前A球的落地点的位置,碰前系统的总动量可等效表示为p=m A·OP,碰后总动量可等效表示为p′=m A·OM+m B·ON,则其百分误差×100%=×100%≈2%。
答案:P 28.(1)用如图所示的装置进行以下实验:A.先测出滑块A、B的质量M、m及滑块与桌面间的动摩擦因数μ,查出当地的重力加速度gB.用细线将滑块A、B连接,使A、B间的弹簧压缩,滑块B紧靠在桌边C.剪断细线,测出滑块B做平抛运动落地时到重垂线的水平位移s1和滑块A沿桌面滑行距离s2①为验证动量守恒,写出还需测量的物理量及表示它的字母:。
②用题中和上述①中物理量的字母表示验证动量守恒的表达式。
(2)气垫导轨(如图甲)工作时,空气从导轨表面的小孔喷出,在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层,使滑块不与导轨表面直接接触,大大减小了滑块运动时的阻力。
为了验证动量守恒定律,在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块,每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连,两个打点计时器所用电源的频率均为b。
气垫导轨正常工作后,接通两个打点计时器的电源,并让两滑块以不同的速度相向运动,两滑块相碰后粘在一起继续运动。
图乙所示为某次实验打出的点迹清晰的纸带的一部分,在纸带上以同间距的6个连续点为一段划分纸带,用刻度尺分别量出其长度s1、s2和s3。
若题中各物理量的单位均为国际单位,那么,碰撞前两滑块的动量大小分别为、,两滑块的总动量大小为;碰撞后两滑块的总动量大小为。
重复上述实验,多做几次。
若碰撞前后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等,则动量守恒定律得到验证。
【解析】(1)①为了表示滑块B的飞行时间还需测量桌面离地面的高度h。
②弹开后设M的速度为v1则对M有=2μgs2,得v1=对m,由平抛运动的知识有s1=vth=gt2得v=s1验证动量守恒的表达式为0=mv-Mv1即M=ms1。
(2)动量p=mv,根据v=可知两滑块碰前的速度分别为v1=0.2s1b、v2=0.2s3b,则碰前动量分别为0.2abs1和0.2abs3,总动量大小为av1-av2=0.2ab(s1-s3),碰撞后两滑块的总动量大小为2av==0.4abs2。
答案:(1)①桌面离地面高度h ②M=ms1(2)0.2abs30.2abs1(第1、2空答案可互换)0.2ab(s1-s3) 0.4abs29.(1)(2013·福建高考)将静置在地面上,质量为M(含燃料)的火箭模型点火升空,在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体。
忽略喷气过程重力和空气阻力的影响,则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是( )A.v0B.v0C.v0D.v0(2)(2014·江苏高考)牛顿的《自然哲学的数学原理》中记载,A、B两个玻璃球相碰,碰撞后的分离速度和它们碰撞前的接近速度之比总是约为15∶16。
分离速度是指碰撞后B对A的速度,接近速度是指碰撞前A 对B的速度。
若上述过程是质量为2m的玻璃球A以速度v0碰撞质量为m的静止玻璃球B,且为对心碰撞,求碰撞后A、B的速度大小。
【解析】(1)选D。
火箭模型在极短时间点火,设火箭模型获得速度为v,据动量守恒定律有0=(M-m)v-mv0,得v=v0,故选D。
(2)设A、B球碰撞后速度分别为v1和v2由动量守恒定律2mv0=2mv1+mv2,由题意知=解得v1=v0,v2=v0答案:(1)D (2)v0v0【加固训练】(2013·海南高考)如图,光滑水平地面上有三个物块A、B和C,它们具有相同的质量,且位于同一直线上。
开始时,三个物块均静止。
先让A以一定速度与B碰撞,碰后它们粘在一起,然后又一起与C碰撞并粘在一起。
求前后两次碰撞中损失的动能之比。
【解析】设三个物块A、B和C的质量均为m,A与B碰撞前A的速度为v,碰撞后的速度为v1,A、B与C碰撞后的共同速度为v2。
由动量守恒定律得mv=2mv1,mv=3mv2设第一次碰撞中的动能损失为ΔE1,第二次碰撞中的动能损失为ΔE2,由能量守恒定律得mv2=(2m)+ΔE1(2m)=(3m)+ΔE2联立以上四式解得ΔE1∶ΔE2=3∶1答案:3∶110.(2014·天津高考)如图所示,水平地面上静止放置一辆小车A,质量m A=4kg,上表面光滑,小车与地面间的摩擦力极小,可以忽略不计。
可视为质点的物块B置于A的最右端,B的质量m B=2kg。
现对A施加一个水平向右的恒力F=10N,A运动一段时间后,小车左端固定的挡板与B发生碰撞,碰撞时间极短,碰后A、B粘合在一起,共同在F的作用下继续运动,碰撞后经时间t=0.6s,二者的速度达到v t=2m/s。
求:(1)A开始运动时加速度a的大小。
(2)A、B碰撞后瞬间的共同速度v的大小。
(3)A的上表面长度l。
【解题指南】解答本题时应从以下三点进行分析:(1)由牛顿第二定律求A的加速度。
(2)根据动量守恒定律求共同速度。
(3)结合动量守恒定律和动能定理求A的长度。
【解析】(1)以A为研究对象,由牛顿第二定律得:F=m A a ①代入数据解得:a=2.5m/s2②(2)对A、B碰撞后共同运动t=0.6s的过程,由动量定理得Ft=(m A+m B)v t-(m A+m B)v ③代入数据解得:v=1m/s ④(3)设A、B发生碰撞前,A的速度为v A,对A、B发生碰撞的过程,由动量守恒定律有:m A v A=(m A+m B)v⑤从开始运动到与B发生碰撞前,由动能定理得:F l=m A⑥联立④⑤⑥式,代入数据解得:l=0.45m答案:(1)2.5 m/s2(2)1m/s (3)0.45m11.(2015·豫南五市模拟)(1)(多选)如图所示,光滑水平面上两小车中间夹一压缩了的轻弹簧,两手分别按住小车,使它们静止,对两车及弹簧组成的系统,下列说法中正确的是( )A.先放开右手,后放开左手,总动量向左B.先放开左手,后放开右手,总动量向右C.先放开左手,后放开右手,总动量向左D.先放开右手,后放开左手,总动量向右(2)如图所示,质量为m1=0.2kg的小物块A,沿水平面与小物块B发生正碰,小物块B质量为m2=1kg。