动量守恒定律测试题(1)

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动量守恒定律测试题(1) 一、动量守恒定律 选择题
1.如图所示,在粗糙水平面上,用水平轻绳相连的两个相同的物体A 、B 质量均为m ,在水平恒力F 作用下以速度v 做匀速运动.在t =0时轻绳断开,A 在F 作用下继续前进,则下列说法正确的是( )
A .t =0至t =
mv F 时间内,A 、B 的总动量守恒 B .t =
2mv F 至t =3mv F 时间内,A 、B 的总动量守恒 C .t =
2mv F 时,A 的动量为2mv D .t =4mv F
时,A 的动量为4mv 2.如图所示,质量10.3kg m =的小车静止在光滑的水平面上,车长 1.5m l =,现有质量20.2kg m =可视为质点的物块,以水平向右的速度0v 从左端滑上小车,最后在车面上某处与
小车保持相对静止.物块与车面间的动摩擦因数0.5μ=,取2g=10m/s ,则( )
A .物块滑上小车后,系统动量守恒和机械能守恒
B .增大物块与车面间的动摩擦因数,摩擦生热不变
C .若0 2.5m/s v =,则物块在车面上滑行的时间为0.24s
D .若要保证物块不从小车右端滑出,则0v 不得大于5m/s
3.如图所示,质量为m 的小球从距离地面高度为H 的A 点由静止释放,落到地面上后又陷入泥潭中,由于受到阻力作用,到达距地面深度为h 的B 点时速度减为零不计空气阻力,重力加速度为g 。

则关于小球下落过程中,说法正确的是
A .整个下落过程中,小球的机械能减少了mgH
B .整个下落过程中,小球克服阻力做的功为mg (H +h )
C .在陷入泥潭过程中,小球所受阻力的冲量大于m
D .在陷入泥潭过程中,小球动量的改变量的大小等于m
4.A 、B 两小球在光滑水平面上沿同一直线向同一方向运动,A 球的动量为5kg •m /s ,B 球的动量为7kg •m /s ,当A 球追上B 球时发生对心碰撞,则碰撞后A 、B 两球动量的可能值为( )
A .''6/6/A
B P kg m s P kg m s =⋅=⋅,
B .''3/9/A B P kg m s P kg m s =⋅=⋅,
C .''2/14/A B P kg m s P kg m s =-⋅=⋅,
D .''5/17/A B P kg m s P kg m s =-⋅=⋅,
5.如图所示,在光滑的水平面上放有一质量为M 的物体P ,物体P 上有一半径为R 的光滑四分之一圆弧轨道, 现让质量为m 的小滑块Q (可视为质点)从轨道最高点由静止开始下滑至最低点的过程中
A .P 、Q 组成的系统动量不守恒,机械能守恒
B .P 移动的距离为m M m
+R C .P 、Q 组成的系统动量守恒,机械能守恒
D .P 移动的距离为M m M
+R 6.如图所示,一质量为0.5 kg 的一块橡皮泥自距小车上表面1.25 m 高处由静止下落,恰好落入质量为2 kg 、速度为2.5 m/s 沿光滑水平地面运动的小车上,并与小车一起沿水平地面运动,取210m/s g =,不计空气阻力,下列说法正确的是
A .橡皮泥下落的时间为0.3 s
B .橡皮泥与小车一起在水平地面上运动的速度大小为2 m/s
C .橡皮泥落入小车的过程中,橡皮泥与小车组成的系统动量守恒
D .整个过程中,橡皮泥与小车组成的系统损失的机械能为7.5 J
7.如图所示,左图为大型游乐设施跳楼机,右图为其结构简图.跳楼机由静止从a 自由下落到b ,再从b 开始以恒力制动竖直下落到c 停下.已知跳楼机和游客的总质量为m ,ab 高度差为2h ,bc 高度差为h ,重力加速度为g .则
A.从a到b与从b到c的运动时间之比为2:1
B.从a到b,跳楼机座椅对游客的作用力与游客的重力大小相等
C.从a到b,跳楼机和游客总重力的冲量大小为m gh
D.从b到c,跳楼机受到制动力的大小等于2mg
8.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3
2 mg
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
+
9.如图所示,弹簧的一端固定在竖直墙壁上,质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上,底部与水平面平滑连接,一个质量也为m的小球从槽高h处开始下滑,则
A.在小球从圆弧槽上下滑过程中,小球和槽组成的系统水平方向的动量始终守恒
B.在小球从圆弧槽上下滑运动过程中小球的机械能守恒
C.在小球压缩弹簧的过程中小球与弹簧组成的系统机械能守恒
D.小球离开弹簧后能追上圆弧槽
10.如图所示,质量为M的木板静止在光滑水平面上,木板左端固定一轻质挡板,一根轻弹簧左端固定在挡板上,质量为m的小物块从木板最右端以速度v0滑上木板,压缩弹簧,然后被弹回,运动到木板最右端时与木板相对静止。

已知物块与木板之间的动摩擦因数为
μ,整个过程中弹簧的形变均在弹性限度内,则( )
A .木板先加速再减速,最终做匀速运动
B .整个过程中弹簧弹性势能的最大值为204()
Mmv M m + C .整个过程中木板和弹簧对物块的冲量大小为0Mmv M m
+ D .弹簧压缩到最短时,物块到木板最右端的距离为202()Mv M m g
μ+ 11.如图所示,质量为m = 245 g 的物块(可视为质点)放在质量为M = 0.5 kg 的木板左端,足够长的木板静止在光滑水平面上,物块与木板间的动摩擦因数为μ = 0.4,质量为 m 0 = 5 g 的子弹以速度v 0 = 300 m/s 沿水平方向射入物块并留在其中(时间极短),g = 10 m/s 2,则在整个过程中
A .物块和木板组成的系统动量守恒
B .子弹的末动量大小为0.01kg·m/s
C .子弹对物块的冲量大小为0.49N·s
D .物块相对木板滑行的时间为1s
12.如图所示,在同一水平面内有两根足够长的光滑水平平行金属导轨,间距为L =20cm ,电阻不计,其左端连接一恒定电源,电动势为E ,内阻不计,两导轨之间交替存在着磁感应强度为B =1T 、方向相反的匀强磁场,同向磁场的宽度相同。

闭合开关后,一质量为m =0.1kg 、接入电路的阻值为R =4Ω的导体棒恰能从磁场左边界开始垂直于导轨并与导轨接触良好一直运动下去,导体棒运动到第一个磁场的右边界时有最大速度,为5m/s ,运动周期为T =21s ,则下列说法正确的是( )
A .E =1V
B .导体棒在第偶数个磁场中运动的时间为
2T C .相邻两磁场的宽度差为5 m
D .导体棒的速度随时间均匀变化
13.如图所示,一轻质弹簧固定在墙上,一个质量为m 的木块以速度v 0从右侧沿光滑水平
面向左运动并与弹簧发生相互作用。

设相互作用的过程中弹簧始终在弹性限度范围内,那么,到弹簧恢复原长的过程中弹簧对木块冲量I 的大小和弹簧对木块做的功W 的大小分别是( )
A .I =0,W =mv 02
B .I =mv 0,202mv W =
C .I =2mv 0,W =0
D .I =2mv 0,202mv W = 14.如图所示,质量为M 的长木板A 静止在光滑的水平面上,有一质量为m 的小滑块B 以初速度v 0从左侧滑上木板,且恰能滑离木板,滑块与木板间动摩擦因数为μ.下列说法中正确的是
A .若只增大v 0,则滑块滑离木板过程中系统产生的热量增加
B .若只增大M ,则滑块滑离木板过程中木板所受到的冲量减少
C .若只减小m ,则滑块滑离木板时木板获得的速度减少
D .若只减小μ,则滑块滑离木板过程中滑块对地的位移减小
15.光滑水平面上有一静止木块,质量为m 的子弹水平射入木块后木穿出,子惮与木块运动的速度图象如图所示。

由此可知( )
A .木块质量是2m
B .子弹进入木块的深度为
002v t C .木块所受子弹的冲量为014
mv D .子弹射入木块过程中产生的内能为
2014mv 16.如图,为一足够长的光滑水平面,右侧挡板C 与轻质弹簧一端相连,接触面均光滑的三角形斜劈A 静止放在水平面上,另一可视为质点的小球B 从斜劈顶端距地面高h 处静止释放,且3A m m =,B m m =,小球B 滑下后与弹簧作用后反向弹回,下列说法正确的有( )
A .小球离开斜劈时两者水平位移3A
B x x =
B .小球下滑过程中,支持力对小球要做功
C .弹簧可以获得的最大弹性势能为34
mgh D .小球反向弹回后能追上斜劈,并滑上斜劈端h 高处
17.如图所示,ab 、cd 是竖直平面内两根固定的光滑细杆,ab >cd 。

ab 、cd 的端点都在同一圆周上,b 点为圆周的最低点,c 点为圆周的最高点,若每根杆上都套着一个相同的小滑环(图中未画出),将甲、乙两滑环分别从a 、c 处同时由静止释放,则( )
A .两滑环同时到达滑杆底端
B .两滑环的动量变化大小相同
C .重力对甲滑环的冲量较大
D .弹力对甲滑环的冲量较小
18.2019年1月3号“嫦娥4号”探测器实现人类首次月球背面着陆,并开展巡视探测。

因月球没有大气,无法通过降落伞减速着陆,必须通过引擎喷射来实现减速。

如图所示为“嫦娥4号”探测器降落月球表面过程的简化模型。

质量m 的探测器沿半径为r 的圆轨道I 绕月运动。

为使探测器安全着陆,首先在P 点沿轨道切线方向向前以速度u 喷射质量为△m 的物体,从而使探测器由P 点沿椭圆轨道II 转至Q 点(椭圆轨道与月球在Q 点相切)时恰好到达月球表面附近,再次向前喷射减速着陆。

已知月球质量为M 、半径为R 。

万有引力常量为G 。

则下列说法正确的是( )
A .探测器喷射物体前在圆周轨道I 上运行时的周期为3
2r GM
B .在P 点探测器喷射物体后速度大小变为()m m u m
-∆ C .减速降落过程,从P 点沿轨道II 运行到月球表面所经历的时间为()
32R r GM π+
D .月球表面重力加速度的大小为2
GM R 19.如图所示,光滑金属轨道由圆弧部分和水平部分组成,圆弧轨道与水平轨道平滑连接,水平部分足够长,轨道间距为L =1m ,平直轨道区域有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为IT ,同种材料的金属杆a 、b 长度均为L ,a 放在左端弯曲部分高h =0.45m 处,b 放在水平轨道上,杆ab 的质量分别为m a =2kg ,m b =1kg ,杆b 的电阻R b =0.2Ω,现由静止释放a ,已知杆a 、b 运动过程中不脱离轨道且不相碰,g 取10m/s 2,则( )
A .a 、b 匀速运动时的速度为2m/s
B .当b 的速度为1m/s 时,b 的加速度为3.75m/s 2
C .运动过程中通过b 的电量为2C
D .运动过程中b 产生的焦耳热为1.5J
20.如图,表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮,小物块A .B 用轻绳连接并跨过 滑轮(不计滑轮的质量和摩擦).初始时刻,A 、B 处于同一高度并恰好处于静止状态.剪断轻绳后A 下落、B 沿斜面下滑,则从剪断轻绳到物块着地,两物块
A .落地时的速率相同
B .重力的冲量相同
C .重力势能的变化量相同
D .重力做功的平均功率相同
二、动量守恒定律 解答题
21.一长为2l 的轻质刚性细杆位于水平的光滑桌面上,杆的两端分别固定一质量为m 的小物块D 和一质量为m α(α为常数)的小物块B ,杆可绕通过小物块B 所在端的竖直固定转轴无摩擦地转动. 一质量为m 的小环C 套在细杆上(C 与杆密接),可沿杆滑动,环C 与杆之间的摩擦可忽略. 一轻质弹簧原长为l ,劲度系数为k ,两端分别与小环C 和物块B 相连. 一质量为m 的小滑块A 在桌面上以垂直于杆的速度飞向物块D ,并与之发生完全弹性正碰,碰撞时间极短. 碰撞时滑块C 恰好静止在距轴为r (r >l )处.
(1)若碰前滑块A 的速度为0v ,求碰撞过程中轴受到的作用力的冲量;
(1)若碰后物块D 、C 和杆刚好做匀速转动,求碰前滑块A 的速度0v 应满足的条件.
22.一个光滑直槽长为L ,固定在水平面上,直槽两端有竖直挡板,槽内有两个质量相同的光滑小球.设水平向右为x 轴正方向,初始时小球1位于0x =处,速度为v ,运动方向向右;小球2位于x L =处,速度为2v ,运动方向向左,如图所示.小球间的碰撞是完全弹性的(碰撞前后速度交换方向相反),而小球每次与槽壁的碰撞结果都会使小球速度减半的返回,求:在哪些时间段内两小球的速度大小、方向相同?对应这些时间段的速度大小为多少?
23.某种弹射装置的示意图如图所示,光滑的水平导轨MN 右端N 处与倾斜传送带理想连接,传送带长度15m L =,传送带以恒定速度5m/s v =顺时针转动,三个质量均为1kg m =的滑块A 、B 、C 置于水平导轨上,滑块B 、C 之间有一段轻弹簧刚好处于原长,滑块B 与轻弹簧连接,滑块C 未连接弹簧,滑块B 、C 处于静止状态且离N 点足够远,现让滑块A 以初速度06m/s v =沿滑块B 、C 连线方向向滑块B 运动,滑块A 与B 碰撞后粘合在一起,碰撞时间极短。

滑块C 脱离弹簧后滑上倾角37θ=︒的传送带,并从顶端沿传送带方向滑出斜抛落至地面上。

已知滑块C 与传送带之间的动摩擦因数0.8μ=,取重力加速度210m/s g =,sin370.6︒=,cos370.8︒=。

求:
(1)滑块A 、B 碰撞时损失的机械能;
(2)滑块C 刚滑上传送带时的速度;
(3)滑块C 在传送带上因摩擦产生的热量Q 。

24.如图所示,一长L =9.0m 的传送带以v =2m/s 的速度顺时针旋转,传送带的倾角为θ=37°,一质量M =3kg 的A 物体随传送带一起(与传送带共速)向上运动,A 与传送带间的动摩擦因数为 1.0μ=。

当A 物体恰好在传送带的最下端时,另一质量m =1kg 的B 物体沿传送带向下以v 0=2m/s 的速度与A 发生弹性正碰。

B 与传送带间无摩擦。

(两物体均可看成质点,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,g =10m/s 2),求:
(1)第一次碰撞后B 物体的速度大小;
(2)从第一次碰撞结束到第二次碰撞前的过程中摩擦产生的热量;
(3)两物体在传送带上能够发生的碰撞次数。

25.如图甲所示,长木板和四分之一光滑圆弧轨道分别放置在两个光滑的水平面上,长木板右端上表面和圆弧轨道底端相切,长木板的质量21kg m =,圆弧轨道的质量为M ,半径2m R =,O 为圆心,一个小滑块(可视为质点)放在长木板左端,质量12kg m =,小滑块与长木板间的动摩擦因数0.3μ=,以OB 为边界,小滑块在OB 左侧总是受到一个水平向右、大小为6N F =的恒力,现给小滑块一个水平向右的大小为012m /s v =的初速度,使其沿长木板向右滑行,然后从B 端平滑地进入圆弧轨道,长木板每次和两个水平面的交界处相撞后立即停止运动(不粘连),已知重力加速度2
10m /s g =,忽略空气阻力。

(1)若圆弧轨道锁定不动,小滑块第一次到达与圆弧轨道圆心等高处C 点时对轨道的作用力是多少?
(2)若小滑块第二次从B 处进入圆弧轨道的瞬间,解除对圆弧轨道的锁定,小滑块刚好能到达与圆弧轨道圆心等高点处C 点,则圆弧轨道的质量M 是多少?
(3)在第(1)(2)问基础上,若小滑块第二次从B 处进入圆弧轨道的瞬间,将圆弧轨道换成一个与其质量相同且倾角45θ=︒的光滑斜面,如图乙所示,斜面的高度 1.2m h =,为使滑块与第(2)问中上升的最大高度相同,小滑块进入光滑斜面瞬间没有能量损失,则小滑块的初速度应调为多大?
26.如图所示,光滑水平平台AB 与竖直光滑半圆轨道AC 平滑连接,C 点切线水平,长为L =4m 的粗糙水平传送带BD 与平台无缝对接。

质量分别为m 1=0.3kg 和m 2=1kg 两个小物体中间有一被压缩的轻质弹簧,用细绳将它们连接。

已知传送带以v 0=1.5m/s 的速度向左匀速运动,小物体与传送带间动摩擦因数为μ=0.15.某时剪断细绳,小物体m 1向左运动,m 2向右运动速度大小为v 2=3m/s ,g 取10m/s 2.求:
(1)剪断细绳前弹簧的弹性势能E p
(2)从小物体m 2滑上传送带到第一次滑离传送带的过程中,为了维持传送带匀速运动,电动机需对传送带多提供的电能E
(3)为了让小物体m 1从C 点水平飞出后落至AB 平面的水平位移最大,竖直光滑半圆轨道AC 的半径R 和小物体m 1平抛的最大水平位移x 的大小。

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一、动量守恒定律 选择题
1.A
解析:AC
【解析】
【详解】
设A 、B 受到的滑动摩擦力都为f ,断开前两物体做匀速直线运动,根据平衡条件得:F=2f ,设B 经过时间t 速度为零,对B 由动量定理得:0ft mv -=-,解得:2mv t F
=;由此可知,在剪断细线前,两木块在水平地面上向右做匀速直线运动,以AB 为系统,绳子的属于系统的内力,系统所受合力为零;在剪断细线后,在B 停止运动以前,两物体受到的摩擦力不变,两木块组成的系统的合力仍为零,则系统的总动量守恒,故在0t =至2mv t F =的时间内A 、B 的总动量守恒,故A 正确;在2mv t F
=后,B 停止运动,A 做匀加速直线运动,故两木块组成的系统的合力不为零,故A 、B 的总动量不守恒,故B 错误;当2mv t F =时,对A 由动量定理得:A Ft ft P mv -=-,代入2,2F mv f t F
==,解得2A P mv =,故C 正确;当4mv t F =
时,对A 由动量定理得:A Ft ft P mv '-=-,代入4,2F mv f t F
=
=,解得:3A P mv '=,故D 错误;故选C. 【点睛】 动量守恒定律适用的条件:系统的合外力为零.或者某个方向上的合外力为零,则那个方向上动量守恒.两木块原来做匀速直线运动,合力为零,某时刻剪断细线,在A 停止运动以前,系统的合力仍为零,系统动量守恒;在B 静止后,系统合力不为零,A 和B 组成的系统动量不守恒.
2.B
解析:BD
【解析】
物块与小车组成的系统所受合外力为零,系统动量守恒;物块滑上小车后在小车上滑动过程中系统要克服摩擦力做功,部分机械能转化为内能,系统机械能不守恒,故A 错误;系
统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得:m 2v 0=(m 1+m 2)v ;系统产生的热
量:2
22
12020121211()=
222()
m m v Q m v m m v m m =-++,则增大物块与车面间的动摩擦因数,摩擦生热不变,选项B 正确;若v 0=2.5m/s ,由动量守恒定律得:m 2v 0=(m 1+m 2)v ,解得:v=1m/s ,
对物块,由动量定理得:-μm 2gt=m 2v-m 2v 0,解得:t=0.3s ,故C 错误;要使物块恰好不从车厢滑出,须物块到车面右端时与小车有共同的速度v′,以向右为正方向,由动量守恒定律得:m 2v 0′=(m 1+m 2)v',由能量守恒定律得:12m 2v 0′2=1
2
(m 1+m 2)v′2+μm 2gL ,解得:v 0′=5m/s ,故D 正确;故选BD .
点睛:本题考查了动量守恒定律即能量守恒定律的应用,分析清楚物体运动过程是解题的前提,注意求解时间问题优先选用动量定理;系统摩擦产生的热量等一系统的机械能的损失.
3.B
解析:BCD 【解析】 【详解】
A.小球在整个过程中,动能变化量为零,重力势能减小mg (H +h ),则小球的机械能减小了mg (H +h );故A 错误.
B.对全过程运用动能定理得,mg (H +h )-W f =0,则小球克服阻力做功W f =mg (H +h );故B 正确.
C.落到地面的速度,对进入泥潭的过程取向下为正方向,运用动量定理得,I G -I f =0-mv ,知阻力的冲量大小
,则小球所受阻力的冲量大于m
;故C
正确.
D.落到地面的速度,对进入泥潭后的速度为0,所以小球动量的改变量大小等于m
;故D 正确.
4.B
解析:BC 【解析】 【详解】
A .由题,碰撞后,两球的动量方向都与原来方向相同,A 的动量不可能沿原方向增大.故A 错误.
B .碰撞前,A 的速度大于B 的速度v A >v B ,则有
A A P m >B
B
P m 得到
m A <
57
m B 根据碰撞过程总动能不增加,则有
232A m +292B m ≤252A m +2
72B
m 得到
m A ≤
12
m B 满足
m A <
5
7
m B . 故B 正确.
C .根据B 选项分析得C 正确.
D .可以看出,碰撞后A 的动能不变,而B 的动能增大,违反了能量守恒定律.故D 错误. 故选BC . 【点睛】
对于碰撞过程要遵守三大规律:1、是动量守恒定律;2、总动能不增加;3、符合物体的实际运动情况.
5.A
解析:AB 【解析】 【详解】
AC.P 和Q 组成的系统,在水平方向上动量守恒,竖直方向上合力不为零,动量不守恒。

而P 和Q 组成的系统,只有重力做功,机械能守恒。

故A 正确,C 错误; BD. P 和Q 组成的系统在水平方向上动量守恒,根据动量守恒定律得:
P Q Mv mv =,
所以:
P Q Mv t mv t =,
P Q Mx mx =, P Q +x x R =,
计算得出:
P m
x R m M
=
+ 所以B 正确,D 错误。

6.B
解析:BD 【解析】 【分析】 【详解】
A
、橡皮泥下落的时间为:0.5s t =
==;故A 错误. B 、橡皮泥与小车在水平方向的动量守恒,选取向右为正方向,则有:m 1v 0=(m 1+m 2)v ,所以共同速度为:10122 2.5m/s 2m/s 20.5
m v v m m ⨯=
==++;故B 正确.
C 、橡皮泥落入小车的过程中,橡皮泥与小车组成的系统在水平方向的动量守恒,但竖直方向的动量不守恒;故C 错误.
D 、在整个的过程中,系统损失的机械能等于橡皮泥的重力势能与二者损失的动能,得:
2
22101211[()]22
E m gh m v m m v ∆=+++,代入数据可得:△E =7.5J ;故D 正确.
故选BD . 【点睛】
本题考查了动量守恒定律的应用,本题是多体、多过程问题,分析清楚物体运动过程与运动性质是解题的前提,应用动量守恒定律、能量守恒定律与动能定理即可解题.
7.A
解析:A 【解析】 【分析】 【详解】
A.由题意可知,跳楼机从a 运动b 过程中做自由落体运动,由2
1122
h gt =
可得,下落时间
1t =
=由2
22b v g h =⋅可知,运动到b 的速度大小为
b v ==跳楼机从b 运动
c 过程中做减速运动,同理可得
2212
h at =
,2
2b
v ah = 解得减速过程的加速度大小为2a g =
,时间为2t =a 到b 与从b 到c 的运动时间之比为
12:2:1t t == 故A 正确;
B.从a 到b ,跳楼机做自由落体运动,故跳楼机座椅对游客的作用力为零,故B 错误;
C.从a 到b ,根据动量定理可得
2G b I mv ==
则跳楼机和游客总重力的冲量大小为2m gh ,故C 错误; D.从b 到c ,根据牛顿第二定律有:
2F mg ma mg -==
解得跳楼机受到制动力的大小为3F mg =,故D 错误.
8.B
解析:BC 【解析】 【分析】 【详解】
AB .若地面粗糙且小车能够静止不动,设圆弧半径为R ,当小球运动到半径与竖直方向的夹角为θ时,速度为v .
根据机械能守恒定律有:
1
2
mv 2=mgR cosθ 由牛顿第二定律有:
N-mg cosθ=m 2
v R
解得小球对小车的压力为:
N =3mg cosθ
其水平分量为
N x =3mg cosθsinθ=
3
2
mg sin2θ 根据平衡条件知,地面对小车的静摩擦力水平向右,大小为:
f=N x =
3
2
mg sin2θ 可以看出:当sin2θ=1,即θ=45°时,地面对车的静摩擦力最大,其值为f max =3
2
mg . 故A 错误,B 正确.
CD .若地面光滑,当小球滑到圆弧最低点时,小车的速度设为v′,小球的速度设为v .小球与小车组成的系统在水平方向动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得:
mv-Mv ′=0;
系统的机械能守恒,则得:
mgR =
12mv 2+1
2
Mv ′2,
解得:
v′=
故C正确,D错误.
故选BC.
【点睛】
本题中地面光滑时,小车与小球组成的系统在水平方向所受合外力为零,系统在水平方向动量守恒,但系统的总动量并不守恒.
9.A
解析:AC
【解析】
【详解】
A.小球和圆弧槽在竖直方向上受力不平衡,故竖直方向系统动量不守恒,水平方向受力平衡,系统动量守恒,故A正确;
B.小球和圆弧槽在水平方向动量守恒,故系统机械能守恒,故小球开始时的重力势能转化为小球和圆弧槽的动能,故小球的机械能减少,故B错误;
C.小球压缩弹簧时,只有弹簧弹力做功系统机械能守恒,故C正确;
D.小球与槽组成的系统动量守恒,球与槽的质量相等,小球沿槽下滑,球与槽分离后,小球与槽的速度大小相等,小球被反弹后球与槽的速度相等,小球不能追上圆弧槽,故D 错误.
故选AC.
点睛:解答本题要明确动量守恒的条件,以及在两物体相互作用中同时满足机械能守恒,应结合两点进行分析判断.
10.A
解析:AB
【解析】
【分析】
【详解】
A.物块接触弹簧之前,物块减速运动,木板加速运动;当弹簧被压缩到最短时,摩擦力反向,直到弹簧再次恢复原长,物块继续减速,木板继续加速;当物块与弹簧分离后,物块水平方向只受向左的摩擦力,所以物块加速,木板减速;最终,当物块滑到木板最右端时,物块与木板共速,一起向左匀速运动。

所以木板先加速再减速,最终做匀速运动,所以A正确;
B.当弹簧被压缩到最短时,弹簧的弹性势能最大,此时物块与木板第一次共速,将物块,弹簧和木板看做系统,由动量守恒定律可得
0()
mv m M v
=+

mv v m M
=
+ 从开始运动到弹簧被压缩到最短,由能量守恒可得
22p 0f 11
()22
E mv m M v W =
-+- 从开始运动到物块到达木板最右端,由能量守恒可得
22f 011
2()22
W mv m M v =
-+ 20f 4()
mMv W m M =+
则最大的弹性势能为
2
p 4()
E Mmv M m +=
所以B 正确;
C .根据动量定理,整个过程中物块所受合力的冲量大小为
0Mmv I mv mv M m
=-=-
+ 所以
Mmv M m
+是合力的冲量大小,不是木板和弹簧对物块的冲量大小,所以C 错误; D .由题意可知,物块与木板之间的摩擦力为
f F m
g μ=
又系统克服摩擦力做功为
f f W F x =相对

20f
f =4()Mv W x F M m g
μ=+相对
即弹簧压缩到最短时,物块到木板最右端的距离为2
04()Mv M m g
μ+,所以D 错误。

故选AB 。

11.B
解析:BD 【解析】 【详解】
A .子弹进入木块的过程中,物块和木板的动量都
增大,所以物块和木板组成的系统动量不守恒.故A 错误; B .选取向右为正方向,子弹打入木块过程,由动量守恒定律可得:
m 0v 0=(m 0+m )v 1……①
木块在木板上滑动过程,由动量守恒定律可得:。

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