江西省赣州市十四县(市)物理动量守恒定律各地方试卷集合及解析
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江西省赣州市十四县(市)物理动量守恒定律各地方试卷集合及解析
一、动量守恒定律 选择题
1.一粒钢珠从静止状态开始自由下落,然后陷入泥潭中.若把它在空中自由下落的过程称为Ⅰ,进入泥潭直到停止的过程称为Ⅱ,忽略空气阻力,则( )
A .过程Ⅰ中钢珠动量的改变量小于重力的冲量
B .过程Ⅱ中钢珠所受阻力的冲量大小等于过程Ⅰ中重力冲量的大小
C .过程Ⅱ中阻力的冲量大小等于过程Ⅰ与过程Ⅱ重力冲量的大小
D .过程Ⅱ中钢珠的动量改变量等于阻力的冲量
2.如图所示,光滑的半圆槽置于光滑的地面上,且一定高度自由下落的小球m 恰能沿半圆槽的边缘的切线方向滑入原先静止的槽内,对此情况,以下说法正确的是( )
A .小球第一次离开槽时,将向右上方做斜抛运动
B .小球第一次离开槽时,将做竖直上抛运动
C .小球离开槽后,仍能落回槽内,而槽将做往复运动
D .槽一直向右运动
3.如图所示,用长为L 的细线悬挂一质量为M 的小木块,木块处于静止状态.一质量为m 、速度为v 0的子弹自左向右水平射穿木块后,速度变为v .已知重力加速度为g ,则
A .子弹刚穿出木块时,木块的速度为
0()m v v M - B .子弹穿过木块的过程中,子弹与木块组成的系统机械能守恒
C .子弹穿过木块的过程中,子弹与木块组成的系统动量守恒
D .木块上升的最大高度为22
02mv mv Mg
- 4.平静水面上停着一只小船,船头站立着一个人,船的质量是人的质量的8倍.从某时刻起,人向船尾走去,走到船中部时他突然停止走动.不计水对船的阻力,下列说法正确的是( )
A .人在船上走动过程中,人的动能是船的动能的8倍
B .人在船上走动过程中,人的位移是船的位移的9倍
C .人走动时,它相对水面的速度大于小船相对水面的速度
D .人突然停止走动后,船由于惯性还会继续运动一小段时间
5.如图所示,足够长的光滑细杆PQ 水平固定,质量为2m 的物块A 穿在杆上,可沿杆无
摩擦滑动,质量为0.99m的物块B通过长度为L的轻质细绳竖直悬挂在A上,整个装置处于静止状态,A、B可视为质点。
若把A固定,让质量为0.01m的子弹以v0水平射入物块B (时间极短,子弹未穿出)后,物块B恰好能在竖直面内做圆周运动,且B不会撞到轻杆。
则()
A.在子弹射入物块B的过程中,子弹和物块B构成的系统,其动量和机械能都守恒B.子弹射入物块B的初速度v0=1005gL
C.若物块A不固定,子弹仍以v0射入时,物块上摆的初速度将小于原来物块A固定时的上摆初速度
D.若物块A不固定,子弹仍以v0射入,当物块B摆到与PQ等高时,物块A的速率为
5gL
6.关于系统动量守恒的说法正确的是()
①只要系统所受的合外力为零,系统动量就守恒
②只要系统内有摩擦力,动量就不可能守恒
③系统所受合外力不为零,其动量一定不守恒,但有可能在某一方向上守恒
④系统如果合外力的冲量远小于内力的冲量时,系统可近似认为动量守恒
A.①②③B.①②④C.①③④D.②③④
7.如图所示,光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动.两球质量关系为m B=2m A,规定向右为正方向,A、B两球的动量均为6kg·m/s,运动中两球发生碰撞,碰撞后A球的动量增量为-4kg·m/s,则()
A.左方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为2:5
B.左方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为1:10
C.右方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为2:5
D.右方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为1:10
8.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6
mgh 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
9.如图所示,小车的上面是由中间凸起的两个对称曲面组成,整个小车的质量为m ,原来静止在光滑的水平面上。
今有一个可以看做质点的小球质量也为m ,以水平速度v 从左端滑上小车,恰好到达小车的最高点后,又从另一个曲面滑下。
关于这个过程,下列说法正确的是( )
A .小球滑离小车时,小车又回到了原来的位置
B .小球滑到小车最高点时,小球和小车的动量不相等
C .小球和小车相互作用的过程中,小车和小球系统动量始终守恒
D .车上曲面的竖直高度若高于2
4v g
,则小球一定从小车左端滑下 10.如图所示,A 是不带电的球,质量0.5kg A m =,B 是金属小球,带电量为
2210C q -=+⨯,质量为0.5kg B m =,两个小球大小相同且均可视为质点。
绝缘细线长0.25m L =,一端固定于O 点,另一端和小球B 相连接,细线能承受的最大拉力为276N 。
整个装置处于竖直向下的匀强电场中,场强大小500N/C E =,小球B 静止于最低点,小球A 以水平速度0v 和小球B 瞬间正碰并粘在一起,不计空气阻力。
A 和B 整体能够做完整的圆周运动且绳不被拉断,2
10m /s g =。
则小球A 碰前速度0v 的可能值为( )
A .27 m /s
B .211 m /s
C .215 m /s
D .219 m /s
11.如图所示,一辆质量M =3kg 的小车A 静止在光滑的水平面上,A 上有一质量m =1kg 的光滑小球B ,将一左端固定于A 上的轻质弹簧压缩并锁定,此时弹簧的弹性势能E p =6J ,B 与A 右壁距离为l 。
解除锁定,B 脱离弹簧后与A 右壁的油灰阻挡层(忽略其厚度)碰撞并被粘住,下列说法正确的是( )
A .碰到油灰阻挡层前A 与
B 的动量相同
B .B 脱离弹簧时,A 的速度为1m/s
C .B 和油灰阻挡层碰撞并被粘住,该过程B 受到的冲量大小为3N·s
D .整个过程B 移动的距离为34
l 12.质量为M 的小船在平静的水面上以速率0v 向前匀速行驶,一质量为m 的救生员站在船上相对小船静止,水的阻力不计。
以下说法正确的是( )
A .若救生员以速率u 相对小船水平向后跳入水中,则跳离后小船的速率为()00m v u v M ++
B .若救生员以速率u 相对小船水平向后跳入水中,则跳离后小船的速率为0m v u M m +
+ C .若救生员以速率u 相对小船水平向前跳入水中,则跳离后小船的速率为0m v u M m +
+ D .若救生员以速率u 相对小船水平向前跳入水中,则跳离后小船的速率为0m v u M m
-+ 13.如图所示,质量均为m 的A 、B 两物块用轻弹簧连接,放在光滑的水平面上,A 与竖直墙面接触,弹簧处于原长,现用向左的推力缓慢推物块B ,当B 处于图示位置时静止,整个过程推力做功为W ,瞬间撤去推力,撤去推力后( )
A .当A 对墙的压力刚好为零时,物块
B 的动能等于W
B .墙对A 4mW
C .当B 向右运动的速度为零时,弹簧的弹性势能为零
D .弹簧第一次伸长后具有的最大弹性势能为W
14.一个物体以某一初速度从粗糙斜面的底部沿斜面向上滑,物体滑到最高点后又返回到斜面底部,则下述说法中正确的是()
A .上滑过程中重力的冲量小于下滑过程中重力的冲量
B .上滑过程中摩擦力的冲量与下滑过程中摩擦力的冲量大小相等
C .上滑过程中合力的冲量大于下滑过程中合力的冲量
D .上滑与下滑的过程中合外力冲量的方向相同
15.如图所示,质量为2m 的物体A 放在光滑水平面上,右端与一水平轻质弹簧相连,弹簧另一端固定在墙上,质量为m 的物体B 以速度0v 向右运动,与A 相碰后一起压缩弹
簧,直至B 与A 分离的过程中,下列说法正确的是
A .在弹簧被压缩的过程中,物体
B 、A 组成的系统机械能守恒
B .弹簧的最大弹性势能为
2016mv C .物体A 对B 做的功为2049
mv D .物体A 对B 的冲量大小为043
mv 16.如图所示,质量为2m 的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上,其水平直径AB 长度为2R ,现将质量为m 的小球从距A 点正上方h 0高处由静止释放,然后由A 点经过半圆轨道后从B 冲出,在空中能上升到距B 点所在水平线的最大高度为
034
h 处(不计空气阻力,小球可视为质点),则( )
A .小球和小车组成的系统动量守恒
B .小球离开小车后做斜上抛运动
C .小车向左运动的最大距离为23
R D .小球第二次在空中能上升到距B 点所在水平线的最大高度大于
02h 17.带有14
光滑圆弧轨道、质量为M 的小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0v 水平冲上小车,到达某一高度后,小球又返回车的左端,则( )
A .小球一定向左做平抛运动
B .小球可能做自由落体运动
C .若m M =,则此过程小球对小车做的功为2012
Mv D .若m M <,则小球在弧形槽上升的最大高度将大于204v g
18.如图所示,两条足够长、电阻不计的平行导轨放在同一水平面内,相距l 。
磁感应强度大小为 B 的范围足够大的匀强磁场垂直导轨平面向下。
两根质量均为m 、电阻均为 r 的导体杆a 、b 与两导轨垂直放置且接触良好,开始时两杆均静止。
已知 b 杆光滑与导轨间无摩擦力,a 杆与导轨间最大静摩擦力大小为F 0,现对b 杆施加一与杆垂直且大小随时间按图乙规律变化的水平外力 F ,已知在t 1 时刻,a 杆开始运动,此时拉力大小为F 1.则下列说正确的是( )
A .当 a 杆开始运动时,b 杆的速度大小为022
2F r B l B .在0~ t 1这段时间内,b 杆所受安培力的冲量大小为
01122212mF r Ft B l - C .在t 1~ t 2 这段时间内,a 、b 杆的总动量增加了1221()()2
F F t t +- D .a 、b 两杆最终速度将恒定,且a 、b 两杆速度大小之和不变,两杆速度大小之差等于t 1 时刻 b 杆速度大小
19.如图所示,小球A 质量为m ,系在细线的一端,线的另一端固定在O 点,O 点到光滑水平面的距离为h .物块B 和C 的质量分别是5m 和3m ,B 与C 用轻弹簧拴接,置于光滑的水平面上,且B 物块位于O 点正下方.现拉动小球使细线水平伸直,小球由静止释放,运动到最低点时与物块B 发生正碰(碰撞时间极短),反弹后上升到最高点时到水平面的距离为16
h .小球与物块均视为质点,不计空气阻力,重力加速度为g ,则( )
A .碰撞后小球A 反弹的速度大小为24
gh B .碰撞过程B 物块受到的冲量大小2m gh
C .碰后轻弹簧获得的最大弹性势能
15128mgh D .小球C 的最大速度大小为5216
gh 20.如图所示,小车质量为M ,小车顶端为半径为R 的四分之一光滑圆弧,质量为m 的小球从圆弧顶端由静止释放,对此运动过程的分析,下列说法中正确的是(g 为当地重力加速度)( )
A .若地面粗糙且小车能够静止不动,则地面对小车的静摩擦力最大为mg
B .若地面粗糙且小车能够静止不动,则地面对小车的静摩擦力最大为
32mg C .若地面光滑,当小球滑到圆弧最低点时,小车速度为2()
gR m M M m + D .若地面光滑,当小球滑到圆弧最低点时,小车速度为2()gR M
m M m + 二、动量守恒定律 解答题
21.一半径为R 、内侧光滑的半球面固定在地面上,开口水平且朝上. 一小滑块在半球面内侧最高点处获得沿球面的水平速度,其大小为0v (00v ≠). 求滑块在整个运动过程中可能达到的最大速率. 重力加速度大小为g .
22.一长木板置于粗糙水平地面上,木板B 左端放置一物块A ,在木板右方有一物块C ,木板B 右端与物块C 的距离为4.5m ,如图所示。
t =0时刻开始,小物块与木板一起以v 0=5m/s 的共同初速度向右运动,直至t 1=1s 时木板B 与物块C 碰撞,碰撞时间极短,碰后B 以'14m/s 3
v =-反弹。
碰后运动过程中小物块A 始终未离开木板B 。
已知物块A 与木板B 间动摩擦因数为0.4,木板B 的质量是小物块A 质量的3倍,物块C 的质量是小物块A 质
量的6倍,重力加速度大小g 取10m/s 2 .求:
(1)木板B 与地面间的动摩擦因数;
(2)木板B 与物块C 碰后物块C 的速度;
(3)木板B 的最小长度l m
23.如图所示,光滑绝缘水平面内有直角坐标系xoy ,虚线MN 和OD 均过O 点且都与x 轴成60°角。
在距x 轴为d 处平行x 轴固定放置一细杆PQ ,杆上套有一可以左右滑动的滑块。
劲度系数为k 、原长为 d 的轻细弹簧垂直于细杆固定在滑块上,另一端放置一质量为 m 的绝缘小球甲,小球甲与弹簧不栓接。
同时在x 轴上、沿着弹簧方向放置一质量为3m 、带电量为 – q (q > 0)的小球乙。
压缩弹簧将小球甲从OD 上某点释放,此后,甲球与乙球发生弹性正碰,小球乙随后进入位于MN 左侧的有矩形边界的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,矩形的一条边与MN 重合。
改变滑块位置,保证每次小球甲的释放点都在OD 上、且滑块与两球在同一条平行于y 轴的直线上,并知两球每次都能发生弹性正碰,且碰撞后小球乙的带电量不变,结果发现每次小球乙进入磁场后再离开磁场时的位置是同一点。
弹簧始终在弹性限度以内,弹性势能的计算公式是E P =
12
k ·ΔL 2,ΔL 是弹簧的伸长或缩短量,滑块和小球甲、乙都可视为质点。
求: (1)当滑块的横坐标为
12
d 时,小球甲与乙碰前的速度大小; (2)匀强磁场的磁感应强度B 的大小; (3)若弹簧的最大压缩量为910
d ,求矩形磁场区域的最小面积。
24.如图所示,水平地面上静止放置一辆小车A ,质量4A m kg =,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2B m kg =.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12/v m 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 ;
25.如图所示,半径为R 的光滑半圆轨道AB 竖直固定在一水平光滑的桌面上,轨道最低点B 与桌面相切并平滑连接,桌面距水平地面的高度也为R .在桌面上轻质弹簧被a 、b 两个小球挤压(小球与弹簧不拴接),处于静止状态.已知a 球的质量为m 0,a 、b 两球质量比为2∶3.固定小球b ,释放小球a ,a 球与弹簧分离后经过B 点滑上半圆环轨道并恰能通过轨道最高点A .现保持弹簧形变量不变同时释放a 、b 两球,重力加速度取g ,求:
(1)释放小球前弹簧具有的弹性势能E p ;
(2)b 球落地点距桌子右端C 点的水平距离;
(3)a 球在半圆轨道上上升的最大高度H .
26.如图为某种弹射装置的示意图,光滑水平导轨MN 右端N 与水平传送带等高并无缝连接,水平传送带上表面距地面高度0.45m h =,皮带轮沿顺时针方向匀速转动.可视为质点的滑块A 、B 、C 静止于水平导轨上,滑块B 、C 之间用细绳连接并压缩一轻质弹簧.让滑块A 以0 4.0m/s v =的初速度向右运动, A 与B 碰撞后粘在一起,碰撞时间极短,此时连接B 、C 的细线断裂,弹簧伸展,C 在到N 点前脱离弹簧后滑上传送带,最终落至地面上的P 点, P 点距传送带右端的水平距离始终为 1.5m x =.滑块C 脱离弹簧时AB 向左运动,速度大小0.5m/s AB v =.已知A 、B 、C 的质量分别为
10.5kg m =、2 1.5kg m =、3 1.0kg m =,滑块C 与传送带之间的动摩擦因数0.2μ=,重力加速度g 取210m/s ,求:
(1)滑块C 滑上传送带时的速度大小;
(2)滑块B、C用细绳相连时弹簧的弹性势能p E及A与B碰撞损失的机械能;
(3)若只改变传送带长度,滑块C均落至P点,讨论传送带长度L应满足什么条件?
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一、动量守恒定律选择题
1.C
解析:C
【解析】
A、过程Ⅰ中钢珠所受外力只有重力,有动量定理知钢珠动量的改变等于重力的冲量,故A 错误;
B、过程Ⅱ中,钢珠所受外力有重力和阻力,所以过程Ⅱ中阻力的冲量大小等于过程Ⅰ中重力的冲量大小与过程Ⅱ中重力冲量大小的和.故B错误;
C、过程Ⅱ中钢珠所受阻力的冲量大小等于过程Ⅰ中重力的冲量大小与过程Ⅱ中重力冲量大小的和.故C正确;
D、过程Ⅱ中钢珠所受阻力的冲量大小等于过程Ⅰ中重力的冲量大小与过程Ⅱ中重力冲量大小的和.故D错误.故选C.
【点睛】本题解题的关键在于分清过程,分析各个过程中钢珠受力情况,并紧扣动量定理的内容来逐项分析.
2.B
解析:BC
【解析】
【分析】
【详解】
A、B、小球与半圆槽组成的系统在水平方向所受合外力为零,初状态时系统在水平方向动量为零,由动量守恒定律可知,小球第一次离开槽时,系统水平方向动量守恒,球与槽在水平方向的速度都为零,球离开槽后做竖直上抛运动,故A错误,B正确.C、小球沿槽的右侧下滑到底端过程,槽向右做加速运动,球从底端向左侧上升过程,槽向右做减速运动,球离开槽时,槽静止,球做竖直上抛运动,然后小球落回槽的左侧,球从槽的左侧下滑过程,槽向左做加速运动,从最低点向右上滑时,槽向左做减速运动,然后球离开槽做竖直上抛运动,此后重复上述过程,由此可知,槽在水平面上做往复运动,故C正确,D 错误.故选BC.
【点睛】
本题考查了判断球与槽的运动过程,知道动量守恒的条件,应用动量守恒定律,分析清楚运动过程即可正确解题.
3.A
解析:AC
【解析】
子弹穿过木块的过程中,系统动量守恒,但机械能不守恒,有部分机械能转化为系统内
能,故B 错误C 正确;根据动量守恒,0mv mv Mv =+',解得0mv mv
v M
'-=
,所以A 正确.子弹穿出以后,对木块应用动能定理有2
12
Mv Mgh '=得202()2mv mv h gM -=
,所以D 错误.故选择AC.
【点睛】根据动量守恒求子弹穿出以后木块的速度,根据动能定理或者机械能守恒求木块上升的最大高度.
4.A
解析:AC 【解析】 【分析】 【详解】
AC .不计水的阻力,人与船组成的系统动量守恒,以人的速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
mv-Mv 船=0 v =8v 船
人与船的动能之比:
2222182 11()2K K mv
E
mv M mv E m Mv M M
人船
船====
故AC 正确;
B .人与船组成的系统动量守恒,以人的速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
mv-Mv 船=0, v =8v 船 vt =8v 船t s 人=8s 船
故B 错误;
D .人与船组成的系统动量守恒,人突然停止走动后,人的动量为零,则小船的动量也为零,速度为零,即人停止走动后,船立即停止运动,故D 错误; 故选AC .
点睛:本题考查了动量守恒定律的应用,知道动量守恒的条件、应用动量守恒定律、动能计算公式即可正确解题;对人船模型要知道:“人走船走”,“人停船停”的道理.
5.B
解析:BD 【解析】 【详解】
A.在子弹射入物块B 的过程中,子弹和物块B 构成的系统,合外力冲量远小于内力冲量,其动量守恒,但由于要产生内能,所以机械能不守恒,故A 错误。
B.物块B 恰好能在竖直面内做圆周运动,在最高点时由重力提供向心力,根据牛顿第二定律得:
2
1v mg m L
=,
得
1v =B 从最低点到最高点的过程,根据机械能守恒定律得
22
1211222
mg L mv mv ⋅+=
子弹射入物块B 的过程,取水平向右为正方向,由动量守恒定律得
0.01mv 0=(0.01m +0.99m )v 2
联立解得
2 v =
0v =,
故B 正确。
C.若物块A 不固定,子弹仍以v 0射入时,根据动量守恒定律知物块上摆的初速度等于原来物块A 固定时的上摆初速度。
故C 错误。
D.若物块A 不固定,子弹仍以v 0射入,当物块B 摆到与PQ 等高时,设A 的速率为v A ,B 的水平速率为v B .根据水平动量守恒有
(0.01m +0.99m )v 2=(2m +0.01m +0.99m )v A .
得
A v =
, 故D 正确。
6.C
解析:C 【解析】 【分析】 【详解】
①系统所受的合外力为零,合外力的冲量为零,系统动量就守恒,故①正确.②动量守恒的条件是系统所受的合外力为零,系统内有摩擦力时,由于内力对系统的动量变化没有影响,只要系统所受的合外力为零,系统的动量仍守恒.故②错误.③根据动量守恒的条件可知,系统所受合外力不为零,其动量一定不守恒,但系统在某一方向不受外力或合外力为零,在该方向上系统的动量守恒.故C 正确.④系统所受合外力不为零,但如果合外力的冲量很小(相比内力的冲量)时,系统可近似动量守恒.故④正确.由以上可知,C 正确,A 、B 、D 错误.故选C . 【点睛】
解决本题要准确掌握动量守恒的条件:系统所受的合外力为零,并知道在某一方向不受外
力或合外力为零,在该方向上系统的动量守恒,动量可以分方向守恒.
7.A
解析:A 【解析】
试题分析:两球碰撞过程,系统不受外力,故碰撞过程系统总动量守恒;同时考虑实际情况,碰撞前后面的球速度大于前面球的速度.
规定向右为正方向,碰撞前A 、B 两球的动量均为6/kg m s ⋅,说明A 、B 两球的速度方向向右,两球质量关系为2B A m m =,所以碰撞前A B v v >,所以左方是A 球.碰撞后A 球的动量增量为4/kg m s -⋅,所以碰撞后A 球的动量是2kg•m/s ,碰撞过程系统总动量守恒:
A A
B B A A B B m v m v m v m v +=-'+',所以碰撞后B 球的动量是10kg•m/s ,根据m B =2m A ,所
以碰撞后A 、B 两球速度大小之比为2:5,A 正确.
8.A
解析:AD 【解析】 【分析】 【详解】
ABC .物块和槽在水平方向上不受外力,但在竖直方向上受重力作用,所以物块和槽仅在水平方向上动量守恒,物块第一次滑到槽底端时,由水平方向上动量守恒得:
2mv mv '= ,
由能量守恒得:
2211
222
mgh mv mv =
+' 解得,槽的动能为
3
mgh
故A 对,BC 错 D .从上面分析可以物块被反弹后的速度大于槽的速度,所以能追上槽,当上到槽的最高点时,两者有相同的速度,从能量守恒的角度可以知道,物块不能回到槽上高h 处,D 正确
9.D
解析:D 【解析】 【分析】 【详解】
A .小球滑上曲面的过程,小车向右运动,小球滑下时,小车还会继续前进,故不会回到原位置,选项A 错误;
B .由小球恰好到最高点,知道两者有共同速度,又因为两者质量相等,故小球滑到最高点时,小球和小车的动量相等,选项B 错误;
C .对于车、球组成的系统,水平方向动量守恒,竖直方向上动量不守恒,选项C 错误;
D .由于小球原来的动能为
201
=2
k E mv
小球到最高点时系统的动能为
2
21222=4k v mv m E ⎛⎫
⨯=
⎪⎝⎭
所以系统动能减少了
2
=4
k mv E ∆ 如果曲面光滑,则减少的动能等于小球增加的重力势能,即
2
14
mv mgh = 得
24v h g
=
显然这是最大值,如果曲面粗糙,高度还要小些,选项D 正确。
故选D 。
10.B
解析:BC 【解析】 【详解】
设AB 碰撞后共同速度为1v ,运动到最高点的速度为2v 。
小球AB 碰撞过程动量守恒有
012mv mv =
在最低点时绳子受的拉力最大,有
2
122v T qE mg m L
--= 所以
2
122<276N v T qE mg m L
=++
代入数值解得
016m/s v <
A 和
B 整体恰能够做完整的圆周运动,则在最高点有
2
222v qE mg m L
+= 所以A 和B 整体能够做完整的圆周运动,则在最高点有
2v ≥
又从最高点到最低点,根据动能定理有
221211
(222222
qE mg L mv mv +⋅=⋅-⋅)
代入数值解得
07.07m/s v ≥≈
选项BC 正确,AD 错误。
故选BC 。
11.B
解析:BCD 【解析】 【分析】 【详解】
A .对于
B 球、弹簧和A 车组成的系统,在弹簧作用的过程、B 球撞A 车右壁的过程,均满足系统的外力之和为零,系统的动量守恒,初态总动量为零,则此后的任何时刻A 与B 的动量总是等大反向,因方向相反而动量不同,故A 错误;
B .设B 脱离弹簧时,B 的速度为B v ,方向向右,A 的速度为A v ,方向向左,设向右为正方向,由动量守恒定律
0B A mv Mv =-
由能量守恒定律可得
221122
p B A E mv Mv =
+ 联立可得m/s 1A v =,3m/s B v =,故B 正确;
C .B 球与A 车以等大反向的动量相撞,由动量守恒定律可知两物体的共同速度为零,则对B 球由动量定理可知
03N s B I mv =-=-⋅
即粘住的过程B 受到的冲量大小为3N·s ,负号表示冲量方向向左,故C 正确; D .对B 球与A 车的作用过程,满足人船模型
B A mx Mx = B A x x l +=
解得34B l x =
,4
A l
x =,故D 正确。
故选BCD 。
12.B
解析:BD 【解析】 【分析】 【详解】
AB .救生员以速率u 相对小船水平向后跳时,设跳离后小船的速率为1v ,则人速度大小为
1u v -,由动量守恒得
()011()M m v Mv m u v +=--
解得
01u v m
v M m
=+
+ A 错误,B 正确;
CD .救生员以速率u 相对小船水平向前跳时,设跳离后小船的速率为2v ,则人速度大小为
2u v +,由动量守恒得
()220()M m v Mv m u v +=++
解得
02u v m
v M m
=-
+ C 错误,D 正确。
故选BD 。
13.A
解析:AC 【解析】 【详解】
A.根据功能关系,开始时弹簧具有的弹性势能为W ,当A 对墙的压力刚好为零时,弹簧的弹力为零,弹性势能为零,根据能量守恒可知,此时B 的动能为W ,A 项正确;
B.墙对A 的冲量等于A 、B 组成系统的动量的改变量,即I p =∆==B
项错误;
C.当B 的速度为零时,弹簧处于原长,即弹簧的弹性势能为零,C 项正确;
D.根据动量守恒2mv =
2p 11
222
E W mv W =-⨯=
D 项错误。
故选AC 。
14.A
解析:ACD 【解析】 【详解】
上滑过程加速度:a 上=g (sinθ+μcosθ),下滑过程加速度:a 下=g (sinθ-μcosθ),则a 上>a
下
,上滑过程为匀减速直线运动,末速度为零,其逆过程为初速度为零的匀加速直线运动,
下滑过程为初速度为零的匀加速直线运动,上滑与下滑过程的位移x 大小相等,由。