高中物理第16章《动量守恒定律》测试题
高中物理-动量守恒定律 检测题(含答案)
高中物理-动量守恒定律检测题(含答案)注意事项:1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题(本大题共12小题,每小题4分,共48分。
在第1~8题给出的4个选项中,只有一个选项正确;在第9~12题给出的四个选项中,有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
)1.下列关于物体动量和冲量的说法中不正确的是()A.物体所受合外力冲量越大,它的动量就越大B.物体所受合外力冲量不为零,它的动量一定要改变C.物体动量变化的方向,就是合外力冲量的方向D.物体所受合外力越大,它的动量变化越快2.在光滑水平直路上停着一辆较长的木板车,车的左端站立一个大人,车的右端站立一个小孩。
如果大人向右走,小孩(质量比大人小)向左走。
他们的速度大小相同,则在他们走动过程中()A.车一定向左运动B.车可能向右运动C.车可能保持静止D.无法确定3.在光滑的水平面上,有a、b两球,其质量分别为m a、m b,两球在t0时刻发生正碰,并且在碰撞过程中无机械能损失,两球在碰撞前后的速度图象如图所示,下列关系正确的是()A.m a>m b B.m a<m bC.m a=m b D.无法判断4.如图所示,足够长的长木板A静止在光滑的水平地面上,质量为1 kg的物体B以v0=3 m/s的水平速度冲上A,由于摩擦力作用,最后停止在木板A上。
若从B冲到木板A上到相对木板A静止这段时间内摩擦力对长木板的冲量大小为2 N·s,则A、B最后的共同速度及长木板的质量分别为()A.1 m/s,1 kg B.1 m/s,2 kgC.2 m/s,1 kg D.2 m/s,2 kg5.如图所示,横截面积为5 cm2的水柱以10 m/s的速度垂直冲到墙壁上,已知水的密度为1×103kg/m3,假设水冲到墙上后不反弹而顺墙壁流下,则墙壁所受水柱冲击力为()A.0.5 N B.5 N C.50 N D.500 N6.两个小球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,B球在前,A球在后,m A=1 kg、m B=2 kg,v A=6 m/s,v B=3 m/s,当A球与B球发生碰撞后,A、B两球的速度可能是() A.v A′=-4 m/s,v B′=6 m/s B.v A′=4 m/s,v B′=5 m/sC.v A′=4 m/s,v B′=4 m/s D.v A′=7 m/s,v B′=2.5 m/s7.质量相等的三个物块在一光滑水平面上排成一直线,且彼此隔开了一定的距离,如图所示.具有动能E0的第1个物块向右运动,依次与其余两个静止物块发生碰撞,最后这三个物块粘在一起,这个整体的动能为()A.E09B.E03C.2E03D.E08.如图所示,弹簧的一端固定在竖直墙上,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。
高中物理选修3-5第十六章动量检测试题及答案
动量守恒定律测试题(选修3-5)一、单选题: 本大题共10小题, 从第1小题到第10小题每题4.0分 小计40.0分; 共计40.0分。
1、一只猴子用绳子拉着一块与其等质量的石块, 在光滑水平面上运动(如图), 开始时猴子和石块都静止, 然后猴子以相对于绳子的速度u 拉石块, 则石块的速度为 [ ] A.B.uC.u 23D.2u2、如图所示,一个平板小车放在光滑水平面上,平板车上有一立柱,立柱顶端用细线栓一个小球使小球偏离竖直方向一个角度后由静止释放.释放后小球将和立柱发生多次碰撞,在二者相互作用的运动过程中,小车在水平面上[ ]A .一定向右运动B .一定向左运动C .一定保持静止D .可能向右运动,也可能向左运动 3、在光滑的水平面上有两个静止的小车,车上各站着一名运动员,两车(含运动员)总质量均为M .乙车上的人把原来在车上质量为m 的篮球沿水平方向以速度v 抛出,被甲车上的人接住.则甲、乙两车最终速度大小之间的关系是[ ]A .B .C .D .视M 、m 和v 的大小而定4、A 物体在光滑的水平地面上运动,与静止在同一水平面的B 物体相碰,碰后A 继续沿原方向运动,但速度减为原来的一半,已知A 、B 两物体质量的比是2:1,则碰后两物体的动量之比是[ ] A .1:1 B .1:2 C .1:4 D .2:15、甲乙两球在水平光滑轨道上向同方向运动,已知它们的动量分别是p 甲=5kg ·m/s ,p 乙=7kg ·m/s ,甲从后面追上乙并发生碰撞,碰后乙球动量变为10kg ·m/s ,则二球质量m 甲与m 乙的可能关系是[ ] A .m 乙=m 甲 B .m 乙=2m 甲 C .m 乙=4m 甲D .m 乙=6m 甲6、甲、乙两只船相向而行, 甲船总质量m甲=1000kg, 乙船总质量m乙= 500kg. 当两船靠近时, 各把m0=50kg的物体移到另一只船上, 结果甲船停止运动, 乙船以8.5m/s的速度按原方向前进. 不计水的阻力, 则甲、乙两船原来的速度大小分别是 [ ]A. 0.5m/s, 9.0m/sB. 1.0m/s, 9.5m/sC. 1.5m/s, 95m/sD. 0.5m/s, 9.5m/s7、总质量为M的小车, 沿水平光滑地面以速度v匀速运动, 某时刻从车上竖直上抛一个质量为m的物体, 则车子的速度[ ]A.不变B.vC.vD.无法确定8、质量为3m的机车, 其速度为v0, 在与质量为2m的静止车厢碰撞后挂接在一起运动, 其运动速度应为 [ ]A.v0B.v0C.v0D.v09、质量为3m的小车,运动速度为,与质量为2m的静止小车碰撞后连在一起运动,则碰撞后两车的总动量为[ ]B.A.C.D.10、如图所示, 小球m用长为L的细绳系着做圆锥摆运动, 小球m由A点摆至B点的过程中, 下述结论正确的是 [ ]A.动量守恒B.动量不守恒, 且△mv= mv BC.动量不守恒, 且△mv= mv AD.动量不守恒, 且△mv= mv B+ mv A= 2mv二、填空题:本大题共3小题,从第11小题到第13小题每题4.0分小计12.0分;共计12.0分。
高中物理-动量守恒定律测试题
高中物理-动量守恒定律测试题一、动量守恒定律 选择题1.如图所示,在光滑水平面上有质量分别为A m 、B m 的物体A ,B 通过轻质弹簧相连接,物体A 紧靠墙壁,细线连接A ,B 使弹簧处于压缩状态,此时弹性势能为p0E ,现烧断细线,对以后的运动过程,下列说法正确的是( )A .全过程中墙对A 的冲量大小为p02A B E m mB .物体B 的最大速度为p02A E mC .弹簧长度最长时,物体B 的速度大小为p02B A BB E m m m m +D .弹簧长度最长时,弹簧具有的弹性势能p p0E E > 2.如图所示为水平放置的固定光滑平行直轨道,窄轨间距为L ,宽轨间距为2L 。
轨道处于竖直向下的磁感应强度为B 的匀强磁场中,质量分别为m 、2m 的金属棒a 、b 垂直于导轨静止放置,其电阻分别为R 、2R ,现给a 棒一向右的初速度v 0,经t 时间后两棒达到匀速运动两棒运动过程中始终相互平行且与导轨良好接触,不计导轨电阻,b 棒一直在宽轨上运动。
下列说法正确的是( )A .a 棒开始运动时的加速度大小为2203B L v RmB .b 棒匀速运动的速度大小为03v C .整个过程中通过b 棒的电荷量为023mv BL D .整个过程中b 棒产生的热量为203mv 3.如图,在光滑的水平面上有一个长为L 的木板,小物块b 静止在木板的正中间,小物块a 以某一初速度0v 从左侧滑上木板。
已知物块a 、b 与木板间的摩擦因数分别为a μ、b μ,木块与木板质量均为m ,a 、b 之间的碰撞无机械能损失,滑动摩擦力等于最大静摩擦力。
下列说法正确的是( )A .若没有物块从木板上滑下,则无论0v 多大整个过程摩擦生热均为2013mvB .若22ab a μμμ<≤,则无论0v 多大,a 都不会从木板上滑落C .若032a v gL μ≤,则ab 一定不相碰 D .若2b a μμ>,则a 可能从木板左端滑落4.如图甲所示,质量M =2kg 的木板静止于光滑水平面上,质量m =1kg 的物块(可视为质点)以水平初速度v 0从左端冲上木板,物块与木板的v -t 图象如图乙所示,重力加速度大小为10m/s 2,下列说法正确的是( )A .物块与木板相对静止时的速率为1m/sB .物块与木板间的动摩擦因数为0.3C .木板的长度至少为2mD .从物块冲上木板到两者相对静止的过程中,系统产生的热量为3J5.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,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′=1 m/s,v B′=1 m/sB.v A′=4 m/s,v B′=-5 m/sC.v A′=2 m/s,v B′=-1 m/sD.v A′=-1 m/s,v B′=-5 m/s7.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mgB.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32 mgC.若地面光滑,当小球滑到圆弧最低点时,小车速度为2()gRmM 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()gRMm M m+8.如图所示,在光滑的水平面上有体积相同、质量分别为m=0.1kg和M=0.3kg的两个小球A、B,两球之间夹着一根压缩的轻弹簧(弹簧与两球不相连),A、B两球原来处于静止状态.现突然释放弹簧,B球脱离弹簧时的速度为2m/s;A球进入与水平面相切、半径为0.5m的竖直面内的光滑半圆形轨道运动,PQ为半圆形轨道竖直的直径,不计空气阻力,g 取10m/s2,下列说法正确的是()A.A、B两球离开弹簧的过程中,A球受到的冲量大小等于B球受到的冲量大小B.弹簧初始时具有的弹性势能为2.4JC.A球从P点运动到Q点过程中所受合外力的冲量大小为1N∙sD.若逐渐增大半圆形轨道半径,仍然释放该弹簧且A球能从Q点飞出,则落地的水平距离将不断增大9.如图所示,两滑块A、B位于光滑水平面上,已知A的质量M A=1k g,B的质量M B=4k g.滑块B的左端连有轻质弹簧,弹簧开始处于自由伸长状态.现使滑块A以v =5m/s 速度水平向右运动,通过弹簧与静止的滑块B 相互作用(整个过程弹簧没有超过弹性限度),直至分开.则( )A .物块A 的加速度一直在减小,物块B 的加速度一直在增大B .作用过程中弹簧的最大弹性势能2J p E =C .滑块A 的最小动能为 4.5J KA E =,滑块B 的最大动能为8J KB E =D .若滑块A 的质量4kg A M =,B 的质量1kg B M =,滑块A 的最小动能为18J KAE =,滑块B 的最大动能为32J KB E =10.如图所示,离地H 高处有一个质量为m 、带电量为q +的物体处于电场强度随时间变化规律为0E E kt =-(0E 、k 均为大于零的常数,电场方向以水平向左为正)的电场中,物体与竖直绝缘墙壁间的动摩擦因数为μ,已知0qE mg μ<.t=0时,物体从墙上由静止释放,若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当物体下滑4H 后脱离墙面,此时速度大小为2gH ,物体最终落在地面上.则下列关于物体的运动说法正确的是A .当物体沿墙壁下滑时,物体先加速运动再做匀速直线运动B .摩擦力对物体产生的冲量大小为202E q k μ C .摩擦力所做的功18W mgH = D .物体与墙壁脱离的时刻为gH t = 11.如图所示,半径为R 、质量为M 的14一光滑圆槽静置于光滑的水平地面上,一个质量为m 的小木块从槽的顶端由静止滑下,直至滑离圆槽的过程中,下列说法中正确的是A .M 和m 组成的系统动量守恒B .m 飞离圆槽时速度大小为2gRM m M+ C .m 飞离圆槽时速度大小为2gRD .m 飞离圆槽时,圆槽运动的位移大小为m R m M+ 12.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。
选修1高中物理动量守恒定律试题(含答案)
选修1高中物理动量守恒定律试题(含答案)一、动量守恒定律 选择题1.一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2.一质量为m 的物体静止在光滑水平面上,现对其施加两个水平作用力,两个力随时间变化的图象如图所示,由图象可知在t 2时刻物体的( )A .加速度大小为0t F F m -B .速度大小为()()021t F F t t m --C .动量大小为()()0212tF F t t m -- D .动能大小为()()220218tF F t t m --3.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 ′=1 m/s ,vB ′=1 m/sB .v A ′=4 m/s ,v B ′=-5 m/sC .v A ′=2 m/s ,v B ′=-1 m/sD .v A ′=-1 m/s ,v B ′=-5 m/s4.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3mghB .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 7.一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8.如图所示,轻弹簧的一端固定在竖直墙上,一质量为m 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。
西安市 高中物理-动量守恒定律测试题
西安市高中物理-动量守恒定律测试题一、动量守恒定律选择题1.质量相等的A、B两球在光滑水平面上,沿同一直线,同一方向运动,A球的动量P A=9kg•m/s,B球的动量P B=3kg•m/s.当A追上B时发生碰撞,则碰后A、B两球的动量可能值是()A.P A′=10kg•m/s,P B′=2kg•m/sB.P A′=6kg•m/s,P B′=4kg•m/sC.P A′=﹣6kg•m/s,P B′=18kg•m/sD.P A′=4kg•m/s,P B′=8kg•m/s2.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3.如图所示,长木板A放在光滑的水平面上,质量为m=4kg的小物体B以水平速度v0=2m/s滑上原来静止的长木板A的表面,由于A、B间存在摩擦,之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示,取g=10m/s2,则下列说法正确的是( )A.木板A获得的动能为2JB.系统损失的机械能为2JC.A、B间的动摩擦因数为0.1D.木板A的最小长度为2m4.质量为m的箱子静止在光滑水平面上,箱子内侧的两壁间距为l,另一质量也为m且可视为质点的物体从箱子中央以v0=2gl的速度开始运动(g为当地重力加速度),如图所示。
已知物体与箱壁共发生5次完全弹性碰撞。
则物体与箱底的动摩擦因数 的取值范围是()A .1247μ<<B .2194μ<<C .22119μ<<D .221311μ<< 5.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v 0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。
高中物理动量守恒定律练习题
一、系统、内力和外力┄┄┄┄┄┄┄┄①1.系统:相互作用的两个(或多个)物体组成的一个整体。
2.内力:系统内部物体间的相互作用力。
3.外力:系统以外的物体对系统内部的物体的作用力。
[说明]1.系统是由相互作用、相互关联的多个物体组成的整体。
2.组成系统的各物体之间的力是内力,将系统看作一个整体,系统之外的物体对这个整体的作用力是外力。
①[填一填]如图,马路上有三辆车发生了追尾事故,假如把前面两辆车看作一个系统,则前面两辆车之间的撞击力是________,最终一辆车对前面两辆车的撞击力是________(均填“内力”或“外力”)。
答案:内力外力二、动量守恒定律┄┄┄┄┄┄┄┄②1.内容:假如一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为0,这个系统的总动量保持不变。
2.表达式:对两个物体组成的系统,常写成:p1+p2=或m1v1+m2v2=。
3.适用条件:系统不受外力或者所受外力的矢量和为0。
4.动量守恒定律的普适性动量守恒定律是一个独立的试验规律,它适用于目前为止物理学探讨的一切领域。
[留意]1.系统动量是否守恒要看探讨的系统是否受外力的作用。
2.动量守恒是系统内各物体动量的矢量和保持不变,而不是系统内各物体的动量不变。
②[判一判]1.一个系统初、末状态动量大小相等,即动量守恒(×)2.两个做匀速直线运动的物体发生碰撞,两个物体组成的系统动量守恒(√)3.系统动量守恒也就是系统的动量变更量为零(√)1.对动量守恒定律条件的理解(1)系统不受外力作用,这是一种志向化的情形,如宇宙中两星球的碰撞,微观粒子间的碰撞都可视为这种情形。
(2)系统受外力作用,但所受合外力为零。
像光滑水平面上两物体的碰撞就是这种情形。
(3)系统受外力作用,但当系统所受的外力远远小于系统内各物体间的内力时,系统的总动量近似守恒。
例如,抛出去的手榴弹在空中爆炸的瞬间,弹片所受火药爆炸时的内力远大于其重力,重力可以忽视不计,系统的动量近似守恒。
动量守恒测试题及答案高中
动量守恒测试题及答案高中1. 动量守恒定律适用于哪些情况?2. 一个质量为2kg的物体以5m/s的速度向北运动,与一个质量为3kg 的物体以3m/s的速度向南运动相撞。
如果两物体发生完全非弹性碰撞,请计算碰撞后两物体的共同速度。
3. 一个质量为5kg的物体以10m/s的速度向东运动,撞击一个静止的质量为3kg的物体。
如果碰撞是完全弹性的,请计算碰撞后两物体的速度。
4. 一辆质量为1000kg的汽车以20m/s的速度行驶,突然刹车。
如果刹车过程中动量守恒,计算汽车在刹车过程中受到的平均冲击力(假设刹车过程持续了0.5秒)。
5. 一个质量为0.5kg的足球以15m/s的速度被踢出,如果足球在撞击墙壁后以相同的速率反弹回来,计算墙壁对足球的平均作用力(假设作用时间为0.1秒)。
答案1. 动量守恒定律适用于没有外力作用或外力之和为零的系统。
在这种情况下,系统的总动量在时间上保持不变。
2. 碰撞前总动量为 \( P_{\text{总}} = (2 \times 5) - (3 \times3) = 10 - 9 = 1 \) kg·m/s。
因为完全非弹性碰撞后两物体粘在一起,所以共同速度 \( v \) 为 \( P_{\text{总}} / (2 + 3) = 1 /5 = 0.2 \) m/s,方向向北。
3. 碰撞前总动量为 \( P_{\text{总}} = 5 \times 10 = 50 \)kg·m/s。
碰撞后两物体的总动量仍为50 kg·m/s。
设碰撞后5kg物体速度为 \( v_1 \),3kg物体速度为 \( v_2 \),则 \( 5v_1 + 3v_2= 50 \)。
由于完全弹性碰撞,还满足 \( \frac{5}{3} =\frac{v_1}{v_2} \)。
解得 \( v_1 = 10 \) m/s,\( v_2 = 6 \)m/s。
4. 汽车的初始动量为 \( P_{\text{初}} = 1000 \times 20 = 20000 \) kg·m/s。
高中物理动量守恒定律真题汇编(含答案)
高中物理动量守恒定律真题汇编(含答案)一、高考物理精讲专题动量守恒定律1.如下图,质量为 M=2kg 的小车静止在光滑的水平地面上,其AB 局部为半径R=0.3m一一1 一的光滑一圆孤,BC 局部水平粗糙,BC 长为L=0.6m .一可看做质点的小物块从A 点由静止4(1)小物块与小车 BC 局部间的动摩擦因数;(2)小物块从A 滑到C 的过程中,小车获得的最大速度.【答案】(1) 0.5 (2) 1m/s 【解析】解:(1)小物块滑到C 点的过程中,系统水平方向动量守恒那么有: (M m)v 0所以滑到C 点时小物块与小车速度都为 0由能量守恒得:mgR mgLR解得: R 0.5L(2)小物块滑到B 位置时速度最大,设为 必,此时小车获得的速度也最大,设为V 2由动量守恒得:mv 1 Mv 2121 2 由能重寸恒得:mgR — mv 1— Mv 2 22联立解得:v 2 1m / s2.如下图,一个带圆弧轨道的平台固定在水平地面上,光滑圆弧 MN 的半径为R=3.2m,水平局部NP 长L=3.5m,物体B 静止在足够长的平板小车 C 上,B 与小车的接触 面光滑,小车的左端紧贴平台的右端.从 M 点由静止释放的物体 A 滑至轨道最右端P 点后 再滑上小车,物体 A 滑上小车后假设与物体 B 相碰必粘在一起,它们间无竖直作用力. A 与释放,滑到C 点刚好相对小车停止.小物块质量 m=1kg,取 g=10m/s 2.求:平台水平轨道和小车上外表的动摩擦因数都为0.4,且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相取 g=10m/s 2,求等.物体A 、B 和小车C 的质量均为1kg,K(1)物体A 进入N 点前瞬间对轨道的压力大小?考点:牛顿第二定律;动量守恒定律;能量守恒定律(2)物体A 在NP 上运动的时间? (3)物体A 最终离小车左端的距离为多少?【答案】(1)物体A 进入N 点前瞬间对轨道的压力大小为30N ;(2)物体A 在NP 上运动的时间为 0.5s (3)物体A 最终离小车左端的距离为33m 16【解析】试题分析:(1)物体A 由M 到N 过程中,由动能定理得: 在N 点,由牛顿定律得 F N -m A g=m A 联立解得F N =3m A g=30N由牛顿第三定律得,物体 A 进入轨道前瞬间对轨道压力大小为:(2)物体A 在平台上运动过程中2m A gR=m A v NF N ' =3A g=30N(imAg=mAa 2 L=v N t-at 代入数据解得t=0.5s t=3.5s (不合题意,舍去)(3)物体A 刚滑上小车时速度 v 〔= v N -at=6m/s从物体A 滑上小车到相对小车静止过程中,小车、物体 A 组成系统动量守恒,而物体 B 保持静止(m A + m C )v 2= m A v 1小车最终速度 v 2=3m/s此过程中A 相对小车的位移为 L 1,那么,1 2 129mgL 1 — mv 1 - 2mv 2 解得:L [=1m2 24物体A 与小车匀速运动直到 A 碰到物体B, A, B 相互作用的过程中动量守恒:(m A + m B )v 3= m A V 2此后A, B 组成的系统与小车发生相互作用,动量守恒,且到达共同速度V 4(m A + m B )v 3+m C v 2=" (m" A +m B +m C ) v 4此过程中A 相对小车的位移大小为L 2,那么mgL 2 1mv 22 1 2 22mv 3213mv 42解得:23 1_2= — m16物体A 最终离小车左端的距离为,33 x=L i -L 2=— m163.光滑水平轨道上有三个木块A 、B 、 C,质量分别为 m A 3m 、m Bmb m ,开始时B 、C 均静止,A 以初速度V o 向右运动, 起,此后A 与B 间的距离保持不变.求A 与B 相撞后分开,B 又与C 发生碰撞并粘在一 B 与C碰撞前B 的速度大小.239 _94PU 经过 次a 盘变和 次3盘变,取后变成铅的同位 素.(填入铅的三种同位素 206 Pb 、282Pb 、282Pb 中的一种)(2)某同学利用如下图的装置验证动量守恒定律.图中两摆摆长相同,悬挂于同一高度,A 、B 两摆球均很小,质量之比为 1 :2.当两摆均处于自由静止状态时,其侧面刚好 接触.向右上方拉动 B 球使其摆线伸直并与竖直方向成 45.角,然后将其由静止释放.结果观察到两摆球粘在一起摆动,且最大摆角成 30..假设本实验允许的最大误差为土猊,此 实验是否成功地验证了动量守恒定律? 【解析】【详解】(1)设发生了 x 次“衰变和y 次3衰变,【解析】 【分析】设A 与B 碰撞后,A 的速度为V A , B 与C 碰撞前B 的速度为%, B 与C 碰撞后粘在一起的 速度为V,由动量守恒定律得: 对A 、B 木块:m A V o对B 、C 木块:M B由A 与B 间的距离保持不变可知 v A v 联立代入数据得:m A V A m B V Bmb4 .[物理出彳3—5] (1)天然放射性元素207【答案】(1) 8, 4, 82Pb ; (2)根据质量数和电荷数守恒可知,2x-y+82=94, 239=207+4x;由数学知识可知,x=8, y=4.假设是铅的同位素206,或208,不满足两数守恒, 因此最后变成铅的同位素是282Pb(2)设摆球A 、B 的质量分别为 m A 、m B,摆长为l, B 球的初始高度为h i,碰撞前B 球 的速度为V B .在不考虑摆线质量的情况下,根据题意及机械能守恒定律得h 1 l(1 cos45)①1 22m B V B m B ghi ②设碰撞前、后两摆球的总动量的大小分别为P i 、P 2.有 P i = m B V B ③所以,此实验在规定的范围内验证了动量守恒定律.5.氢是一种放射性气体,主要来源于不合格的水泥、墙砖、石材等建筑材料.呼吸时氨气 会随气体进入肺脏,氢衰变时放出射线,这种射线像小 炸弹〞一样轰击肺细胞,使肺细胞受损,从而引发肺癌、白血病等.假设有一静止的氢核222Rn 发生 衰变,放出一个速度为V .、质量为m 的 粒子和一个质量为 M 的反冲核针288 Po 此过程动量守恒,假设氢核发 生衰变时,释放的能量全部转化为粒子和针核的动能.(1)写衰变方程;联立①②③式得同理可得联立④⑤式得代人条件得由此可以推出 P m B J 2gl (1 cos45 ) ④F 2 (m A m B R2gl(1 cos30 )⑤P 2 m A m B 1 cos30 - - -------- J d P 1 m B . 1 cos452P2… —1.03⑦P(2)求出反冲核针的速度;(计算结果用题中字母表示相反;(3) m 【解析】 【分析】 【详解】(1)由质量数和核电荷数守恒定律可知,核反响方程式为222 218 4..86Rn 84 Po+2He (2)核反响过程动量守恒,以 a 离子的速度方向为正方向 由动量守恒定律得mv 0 Mv 0解得vmv 0■,负号表示方向与 a 离子速度方向相反 M(3)衰变过程产生的能量21 2 1 2M m mv oE -mv 2 - Mv 2-2 22M由爱因斯坦质能方程得2E mc解得M m mv 2m ------------ 5——2Mc 26.如下图,一对杂技演员(都视为质点)乘秋千(秋千绳处于水平位置)从A 点由静止出发绕.点下摆,当摆到最低点 B 时,女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出,然后自己刚好能回到高处 A.求男演员落地点 C 与O 点的水平距离s.男演员质量 m 1 和女演员质量 m 2之比m 1 :m 2=2,秋千的质量不计,秋千的摆长为R, C 点比.点低5R.【答案】8R 【解析】【分析】 【详解】两演员一起从从 A 点摆到B 点,只有重力做功,机械能守恒定律,设总质量为 m,那么12(3)求出这一衰变过程中的质量亏损.(计算结果用题中字母表示)2222184 ..【答木】(1) 86 Rn 84 Po 2 He ; (2) vmv o负号表示方向与“离子速度方向2M m mv 0 2Mc 2mgR -mv1 2女演员刚好能回到高处,机械能依然守恒:m2gR -m2v12女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出,两演员系统动量守恒:(m l m2) v m2v l m1v2③根据题意:m1 :m2 2有以上四式解得:v22 2gR1c 8R接下来男演员做平抛运动:由4R -gt2,得t —2 . g因而:s v2t 8R;【点睛】两演员一起从从A点摆到B点,只有重力做功,根据机械能守恒定律求出最低点速度;女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出,两演员系统动量守恒,由于女演员刚好能回到高处,可先根据机械能守恒定律求出女演员的返回速度,再根据动量守恒定律求出男演员平抛的初速度,然后根据平抛运动的知识求解男演员的水平分位移;此题关键分析求出两个演员的运动情况,然后对各个过程分别运用动量守恒定律和机械能守恒定律列式求解.7.光滑水平面上质量为1kg的小球A,以2.0m/s的速度与同向运动的速度为 1.0m/s、质量为2kg的大小相同的小球B发生正碰,碰撞后小球B以1.5m/s的速度运动.求:I~~J S I(1)碰后A球的速度大小;(2)碰撞过程中A、B系统损失的机械能.【答案】V A 1.0m/s, E损0.25J【解析】试题分析:(1)碰撞过程中动量守恒,由动量守恒定律可以求出小球速度.(2)由能量守恒定律可以求出损失的机械能.解:(1)碰撞过程,以A的初速度方向为正,由动量守恒定律得:m A V A+m B V B=m A V A+m B v B代入数据解:v A=1.0m/s②碰撞过程中A、B系统损失的机械能量为:_1 2,1 2 _ 1 y 2 _ 1 ,2KE损一]山正且? /8 ①山尸A/㈤胪B代入数据解得:E 损=0.25J 答:①碰后A 球的速度为1.0m/s ;②碰撞过程中A 、B 系统损失的机械能为 0.25J.【点评】小球碰撞过程中动量守恒、机械能不守恒,由动量守恒定律与能量守恒定律可以 正确解题,应用动量守恒定律解题时要注意正方向的选择.8 .如下图,光滑的水平地面上有一木板,其左端放有一重物,右方有一竖直的墙.重物质量为木板质量的2倍,重物与木板间的动摩擦因数为科使木板与重物以共同的速度 v o 向右运动,某时刻木板与墙发生碰撞,碰撞时间极短,碰撞后木板以原速率反弹长,重物始终在木板上.重力加速度为g.求木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间4V 0 3~g解:木板第一次与墙碰撞后,向左匀减速直线运动,直到静止,再反向向右匀加速直线运动直到与重物有共同速度,再往后是匀速直线运动,直到第二次 撞墙. 木板第一次与墙碰撞后,重物与木板相互作用直到有共同速度V,动量守恒,有:2mv o - mv o = (2m+m) v, 解得: v=^-木板在第一个过程中,用动量定理,有: mv - m ( - v 0)=科2mgt…〜一 一 1? 1 2八用动能TE 理,有: -mv --IDV O =-科 2mgs木板在第二个过程中,匀速直线运动,有: s=vt 2,,一,…~、2v n 2v n I 4V n木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间t=t l +t 2=—-+——-=一-3|Xg_ ……入……工……L,[W答:木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间为34M【点评】此题是一道考查动量守恒和匀变速直线运动规律的过程复杂的好题,正确分析出 运动规律是关键.9 .如下图,带有 1光滑圆弧的小车 A 的半径为R,静止在光滑水平面上.滑块C 置于4木板B 的右端,A 、B 、C 的质量均为 m, A 、B 底面厚度相同.现 B 、C 以相同的速度向右 匀速运动,B 与A 碰后即粘连在一起,C 恰好能沿A 的圆弧轨道滑到与圆心等高.设木板足够处.那么:(重力加速度为 g)(1)B 、C 一起匀速运动的速度为多少?(2)滑块C 返回到A 的底端时AB 整体和C 的速度为多少?【解析】此题考查动量守恒与机械能相结合的问题.(1)设B 、C 的初速度为vo, AB 相碰过程中动量守恒,设碰后 AB 总体速度u,由12 1 2 12-mv 0 - 2mu - 3mu mgR 2 2 2解得 v o 2.3gR(2)C 从底端滑到顶端再从顶端滑到底部的过程中,满足水平方向动量守恒、机械能守恒,有 mv 0 2mu mv 1 2mv 210.如下图,在光滑的水平面上,质量为 4m 、长为L 的木板右端紧靠竖直墙壁,与墙壁 不粘连.质量为 m 的小滑块(可视为质点)以水平速度 v 0滑上木板左端,滑到木板右端时 速度恰好为零.现小滑块以水平速度 v 滑上木板左端,滑到木板右端时与竖直墙壁发生弹性碰撞,小滑块弹回后,刚好能够滑到木板左端而不从木板上落下,求 一的值. 0v 1【答案]一二三 %- 【解析】1 2试题分析:小滑块以水平速度 v 0右滑时,有:fL =0- - mv 2 (2分)2mv o 2mu ,解得 uV2C 滑到最高点的过程mv o 2mu 3mu1 2—mv 0 2-2mu 21mv ; - 2mv 2 2 22 解得:v 1 mgR, 35,3gR31 o 1 o小滑块以速度v 滑上木板到运动至碰墙时速度为vi,那么有 fL = — mv 1-—mv (2分)2 2滑块与墙碰后至向左运动到木板左端,此时滑块、木板的共同速度为 丫2,那么有 mv i =(m 4m)v 2(2 分)1 2 1 2由总能重寸恒可得:fL= —mv 1 -- (m 4m)v 2 (2分)2 2 v 3上述四式联立,解得 一一(1分)v o 2考点:动能定理,动量定理,能量守恒定律.11.如下图,一质量为 M 的平板车B 放在光滑水平面上,在其右端放一质量为 m 的小 木块A, m 〈M,A 、B 间粗糙,现给 A 和B 以大小相等、方向相反的初速度 v0,使A 开始向 左运动,B 开始向右运动,最后 A 不会1t 离B,求:(1) A 、B 最后的速度大小和方向;(2)从地面上看,小木块向左运动到离出发点最远处时,平板车的速度大小和方向.…… M m2Mm 2【答案】(1) ------------------------- v 0 (2) -------------- v 0M m 2 Mg【解析】试题分析:(1)由A 、B 系统动量守恒定律得:Mv0 —mv0= (M +m ) v ①一 M -w所以v=- ---------- v0 方向向右(2) A 向左运动速度减为零时,到达最远处,设此时速度为 Mv 0 mv 0Mv0 — mv0="Mv' v -------------------- 方 向向右M考点:动量守恒定律;点评:此题主要考查了动量守恒定律得直接应用,难度适中.12.如下图,粗细均匀的圆木棒 A 下端离地面高 H,上端套着一个细环 B. A 和B 的质 量均为m, A 和B间的滑动摩擦力为f,且fvmg.用手限制A 和B 使它们从静止开始自由 下落.当A 与地面碰撞后,A 以碰撞地面时的速度大小竖直向上运动,与地面发生碰撞时 间极短,空气阻力不计,运动过程中 A 始终呈竖直状态.求:假设 A 再次着地前B 不脱离A, A 的长度应满足什么条件?v'那么由动量守恒定律得:r~丘7 --------------(mg + D【解析】试题分析:设木棒着地时的速度为l v°,由于木棒与环一起自由下落,那么也=\Z两木棒弹起竖直上升过程中,由牛顿第二定律有:对木棒:『+ mg ai = -解得:山,方向竖直向下对环:・_ mg-/解得上m方向竖直向下可见环在木棒上升及下降的全过程中一直处于加速运动状态,所以木棒从向上弹起到再次着地的过程中木棒与环的加速度均保持不变2 vo木棒在空中运动的时间为在这段时间内,环运动的位移为--■ . ■要使环不碰地面,那么要求木棒长度不小于x,即,兰冈L>...................解得:+考点:考查了牛顿第二定律与运动学公式的综合应用【名师点睛】连接牛顿第二定律与运动学公式的纽带就是加速度,所以在做这一类问题时,特别又是多过程问题时,先弄清楚每个过程中的运动性质,根据牛顿第二定律求加速度然后根据加速度用运动学公式解题或者根据运动学公式求解加速度然后根据加速度利用牛顿第二定律求解力。
2020高中物理 第十六章 动量守恒定律 2 动量和动量定理(含解析)-5
动量和动量定理[A组素养达标]1.(多选)下列关于动量的说法,正确的是( )A.动能不变,物体的动量一定不变B.做匀速圆周运动的物体,其动量不变C.一个物体的速率改变,它的动量一定改变D.一个物体的运动状态发生变化,它的动量一定改变解析:动能不变,若速度的方向变化,动量就变化,选项A错误;做匀速圆周运动的物体的速度方向时刻变化,所以其动量时刻变化,选项B错误;速度的大小、方向有一个量发生变化都认为速度变化,动量也变化,选项C正确;运动状态发生变化即速度发生变化,选项D正确.答案:CD2.(多选)质量为m的物体,静止在倾角为θ的斜面上,作用时间为t,下列说法正确的是()A.重力的冲量大小是mgt sin θB.支持力的冲量大小是mgt cos θC.合力的冲量大小为零D.重力的冲量的方向竖直向下解析:重力的冲量为mgt,方向与重力的方向相同,竖直向下,故A 错误,D正确.支持力的冲量大小为mgt cos θ,故B正确.时间t内,物体静止,合力为零,故合力的冲量为零,C正确.答案:BCD3.质量为0.5 kg的物体,运动速度为3 m/s,它在一个变力作用下速度变为7 m/s,方向和原来方向相反,则这段时间内动量的变化量为()A.5 kg·m/s,方向与原运动方向相反B.5 kg·m/s,方向与原运动方向相同C.2 kg·m/s,方向与原运动方向相反D.2 kg·m/s,方向与原运动方向相同解析:以原来的运动方向为正方向,由定义式Δp=mv′-mv得Δp =(-7×0.5-3×0.5)kg·m/s=-5 kg·m/s,负号表示Δp的方向与原运动方向相反.答案:A4。
如图所示,重物G压在纸带上,用一水平力缓慢地拉动纸带,重物G会跟着一起运动;若迅速拉动纸带,纸带将会从重物G下面抽出.关于这个现象,下列说法中正确的是()A.在缓慢拉动纸带时,重物和纸带间的摩擦力大于迅速拉动纸带时重物和纸带间的摩擦力B.在缓慢拉动纸带时,纸带给重物的冲量大C.在迅速拉动纸带时,纸带给重物的冲量大D.迅速拉动纸带时重物的动量变化大解析:用水平力F缓慢地拉动纸带,重物与纸带间有静摩擦力,若迅速拉动纸带,纸带会从重物下抽出,重物与纸带间有滑动摩擦力,滑动摩擦力约等于最大静摩擦力,所以重物与纸带间的滑动摩擦力大于等于静摩擦力,故A错误;慢拉时重物跟着纸带运动,动量变化大,故慢拉时纸带给重物的摩擦力的冲量大,由于慢拉与快拉时纸带对重物的支持力相等,而慢拉时作用时间长,支持力的冲量也大,故慢拉时,纸带给重物的冲量大,故B正确,C、D错误.答案:B5.如图所示甲、乙两种情况中,人用相同大小的恒定拉力拉绳子,使人和船A均向右运动,经过相同的时间t,图甲中船A没有到岸,图乙中船A没有与船B相碰,则经过时间t( )A.图甲中人对绳子拉力的冲量比图乙中人对绳子拉力的冲量小B.图甲中人对绳子拉力的冲量比图乙中人对绳子拉力的冲量大C.图甲中人对绳子拉力的冲量与图乙中人对绳子拉力的冲量一样大D.以上三种情况都有可能解析:甲、乙两种情况下人对绳子的拉力相等,由冲量的定义式I =Ft可知,两冲量相等,只有选项C是正确的.答案:C6。
高中物理 第十六章 动量守恒定律 专题二 人船模型、爆炸、反冲课时练习 新人教版选修3-5-新人教版
专题二 人船模型、爆炸、反冲1、静止在水面上的船长为L 、质量为M ,一个质量为m 的人站在船头,当此人由船头走到船尾时,不计水的阻力,船移动的距离是〔 〕A.m mL B.m M mL + C.m M mL - D.mM Lm M +-)(2、一枚火箭搭载着卫星以速率v 0进入太空预定位置,由控制系统使箭体与卫星别离。
前局部的卫星质量为m 1,后局部的箭体质量为m 2,别离后箭体以速率v 2沿火箭原方向飞行,假设忽略空气阻力与别离前后系统质量的变化,如此别离后卫星的速率v 1为。
〔填选项前的字母〕A.v 0-v 2B.v 0+v 2C.21021m v v v m =-D.()201201v v m m v v -+= 3.一炮舰总质量为M ,以速度v 0匀速行驶,从舰上以相对海岸的速度v 沿前进的方向射出一质量为m 的炮弹,发射炮弹后炮舰的速度为v ′,假设不计水的阻力,如此如下各关系式中正确的答案是A .0()Mv M m v mv'=-+ B .00()()Mv M m v m v v '=-++C .0()()Mv M m v m v v ''=-++D .0Mv Mv mv '=+4.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v 0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,如此喷气完毕时火箭模型获得的速度大小是 A .0m v M B .0M v m C .0M v M m - D .0mv M m-5、总质量为M 的火箭竖直上升至某处的速度为v ,此时向下喷出质量为m ,相对地的速度为u 的气体n 次,此后火箭的速度为多大?6、有一个以10m/s 的速度飞行的手榴弹炸成两块,这两块的质量m 1=0.6kg , m 2=0.4kg ,较大的一块炸裂后仍按原方向运动其速度增加到50m/s 。
高中物理动量守恒定律试题(有答案和解析)含解析
高中物理动量守恒定律试题(有答案和解析)含解析一、高考物理精讲专题动量守恒定律1.如图所示,质量为M=1kg 上表面为一段圆弧的大滑块放在水平面上,圆弧面的最底端刚好与水平面相切于水平面上的B 点,B 点左侧水平面粗糙、右侧水平面光滑,质量为m=0.5kg 的小物块放在水平而上的A 点,现给小物块一个向右的水平初速度v 0=4m/s ,小物块刚好能滑到圆弧面上最高点C 点,已知圆弧所对的圆心角为53°,A 、B 两点间的距离为L=1m ,小物块与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2,重力加速度为g=10m/s 2.求: (1)圆弧所对圆的半径R ;(2)若AB 间水平面光滑,将大滑块固定,小物块仍以v 0=4m/s 的初速度向右运动,则小物块从C 点抛出后,经多长时间落地?【答案】(1)1m (2)428225t s = 【解析】 【分析】根据动能定理得小物块在B 点时的速度大小;物块从B 点滑到圆弧面上最高点C 点的过程,小物块与大滑块组成的系统水平方向动量守恒,根据动量守恒和系统机械能守恒求出圆弧所对圆的半径;,根据机械能守恒求出物块冲上圆弧面的速度,物块从C 抛出后,根据运动的合成与分解求落地时间; 【详解】解:(1)设小物块在B 点时的速度大小为1v ,根据动能定理得:22011122mgL mv mv μ=- 设小物块在B 点时的速度大小为2v ,物块从B 点滑到圆弧面上最高点C 点的过程,小物块与大滑块组成的系统水平方向动量守恒,根据动量守恒则有:12()mv m M v =+ 根据系统机械能守恒有:2201211()(cos53)22mv m M v mg R R =++- 联立解得:1R m =(2)若整个水平面光滑,物块以0v 的速度冲上圆弧面,根据机械能守恒有:2200311(cos53)22mv mv mg R R =+- 解得:322/v m s =物块从C 抛出后,在竖直方向的分速度为:38sin 532/5y v v m s =︒= 这时离体面的高度为:cos530.4h R R m =-︒=212y h v t gt -=-解得:4282t s +=2.如图所示,质量为M =2kg 的小车静止在光滑的水平地面上,其AB 部分为半径R =0.3m的光滑14圆孤,BC 部分水平粗糙,BC 长为L =0.6m 。
高中物理动量守恒定律真题汇编(含答案)含解析
高中物理动量守恒定律真题汇编(含答案)含解析一、高考物理精讲专题动量守恒定律1.在相互平行且足够长的两根水平光滑的硬杆上,穿着三个半径相同的刚性球A、B、C,三球的质量分别为m A=1kg、m B=2kg、m C=6kg,初状态BC球之间连着一根轻质弹簧并处于静止,B、C连线与杆垂直并且弹簧刚好处于原长状态,A球以v0=9m/s的速度向左运动,与同一杆上的B球发生完全非弹性碰撞(碰撞时间极短),求:(1)A球与B球碰撞中损耗的机械能;(2)在以后的运动过程中弹簧的最大弹性势能;(3)在以后的运动过程中B球的最小速度.【答案】(1);(2);(3)零.【解析】试题分析:(1)A、B发生完全非弹性碰撞,根据动量守恒定律有:碰后A、B的共同速度损失的机械能(2)A、B、C系统所受合外力为零,动量守恒,机械能守恒,三者速度相同时,弹簧的弹性势能最大根据动量守恒定律有:三者共同速度最大弹性势能(3)三者第一次有共同速度时,弹簧处于伸长状态,A、B在前,C在后.此后C向左加速,A、B的加速度沿杆向右,直到弹簧恢复原长,故A、B继续向左减速,若能减速到零则再向右加速.弹簧第一次恢复原长时,取向左为正方向,根据动量守恒定律有:根据机械能守恒定律:此时A、B的速度,C的速度可知碰后A 、B 已由向左的共同速度减小到零后反向加速到向右的,故B的最小速度为零 .考点:动量守恒定律的应用,弹性碰撞和完全非弹性碰撞.【名师点睛】A 、B 发生弹性碰撞,碰撞的过程中动量守恒、机械能守恒,结合动量守恒定律和机械能守恒定律求出A 球与B 球碰撞中损耗的机械能.当B 、C 速度相等时,弹簧伸长量最大,弹性势能最大,结合B 、C 在水平方向上动量守恒、能量守恒求出最大的弹性势能.弹簧第一次恢复原长时,由系统的动量守恒和能量守恒结合解答2.如图所示,一辆质量M=3 kg 的小车A 静止在光滑的水平面上,小车上有一质量m=l kg 的光滑小球B ,将一轻质弹簧压缩并锁定,此时弹簧的弹性势能为E p =6J ,小球与小车右壁距离为L=0.4m ,解除锁定,小球脱离弹簧后与小车右壁的油灰阻挡层碰撞并被粘住,求:①小球脱离弹簧时的速度大小;②在整个过程中,小车移动的距离。
高中物理 第十六章过关检测(含解析)新人教版选修35
第十六章过关检测(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分,在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求。
全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.下列现象不可能发生的是( )A.物体所受到的合外力很大,但物体的动量变化很小B.物体所受到的冲量不为零,但物体的动量大小却不变C.物体做曲线运动,但动量变化在相等的时间内却相同D.物体只受到一个恒力的作用,但物体的动量却始终不变答案:D解析:物体若受到的合外力很大,时间很短时,其冲量也不会太大,其动量变化也就可能很小,A项可能发生;物体受的冲量不为零,但可能只使物体的动量方向改变,如做匀速圆周运动的物体,物体虽做曲线运动,但可以受到恒力作用,B、C项可能发生;若物体只受到一个恒力作用,则该力对物体的冲量就不为零,所以其动量一定变化,D项不可能发生,故选D。
2.质量为1kg的炮弹,以800J的动能沿水平方向飞行时突然爆炸,分裂为质量相等的两块,前一块仍沿原水平方向飞行,动能为625J,则后一块的动能为( )A.175JB.225JC.125JD.275J答案:B解析:由E k=mv2,p=mv,知p=炮弹在水平方向动量守恒,p=p1+p2即代入数值解之得E k2=225 J。
3.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∶5B.左方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为1∶10C.右方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为2∶5D.右方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为1∶10答案:A解析:由m B=2m A,p A=p B知碰前v B<v A,若左方为A球,设碰后二者速度分别为v A'、v B',由题意知p A'=m A v A'=2kg·m/s,p B'=m B v B'=10kg·m/s,由以上各式得,故选项A正确,选项B错误;若右方为A 球,由于碰前动量都为6kg·m/s,即都向右运动,两球不可能相碰,选项C、D错误。
同步人教高中物理选修35素养突破练习:第十六章 第3节 动量守恒定律 含解析
[随堂检测]1.两个小球在光滑水平地面上相向运动,碰撞后两球变为静止,则碰撞前两球() A.速率一定相等B.质量一定相等C.动量一定相等D.动量大小一定相等解析:选D.两球在光滑的水平面上相向运动,系统所受合外力为零,系统动量守恒,两球发生正碰后,两球均静止,碰撞后系统总动量为零,由动量守恒定律可知,碰撞前系统总动量为零,两球碰撞前动量等大反向,两球的质量、速率不一定相等,故D正确,A、B、C 错误.2.如图所示,甲、乙两人各站在静止小车的左、右两端,当他俩同时相向行走时,发现小车向右运动.下列说法不正确的是(车与地面之间无摩擦)()A.乙的速度必定大于甲的速度B.乙对小车的冲量必定大于甲对小车的冲量C.乙的动量必定大于甲的动量D.甲、乙动量总和必定不为零解析:选A.甲、乙两人及小车组成的系统不受外力,系统动量守恒,根据动量守恒定律得:m甲v甲+m乙v乙+m车v车=0;小车向右运动,则说明甲与乙两人的总动量向左,说明乙的动量大于甲的动量,即两人的总动量不为零,但是由于不知两人的质量关系,故无法确定两人的速度大小关系,故A不正确,C、D正确;因小车的动量向右,说明小车受到的总冲量向右,而乙对小车的冲量向右,甲对小车的冲量向左,故乙对小车的冲量一定大于甲对小车的冲量;故B正确;本题选不正确的,故选A.3.(多选)如图所示,木块A静置于光滑的水平面上,其曲面部分MN光滑,水平部分NP 粗糙.现有一物体B自M点由静止下滑,设NP足够长,则以下叙述正确的是()A.A、B最终以同一不为零的速度运动B .A 、B 最终速度均为零C .A 物体先做加速运动,后做减速运动D .A 物体先做加速运动,后做匀速运动解析:选BC .对于木块A 和物体B 组成的系统,由于在水平方向不受外力,故系统在水平方向动量守恒.因系统初动量为零,A 、B 在任一时刻的水平方向动量之和也为零,又因NP 足够长,B 最终与A 速度相同,此速度为零,选项B 正确;A 物体由静止到运动、最终速度又为零,选项C 正确.4.光滑水平轨道上有三个木块A 、B 、C ,质量分别为m A =3m 、m B =m C =m ,开始时B 、C 均静止,A 以初速度v 0向右运动,A 与B 碰撞后分开,B 又与C 发生碰撞并粘在一起,此后A 与B 间的距离保持不变.求B 与C 碰撞前B 的速度大小.解析:法一:把A 、B 、C 看成一个系统,整个过程中由动量守恒定律得m A v 0=(m A +m B +m C )vB 、C 碰撞过程中由动量守恒定律m B v B =(m B +m C )v联立解得v B =65v 0. 法二:设A 与B 碰撞后,A 的速度为v A ,B 与C 碰撞前B 的速度为v B ,B 与C 碰撞后粘在一起的速度为v ,由动量守恒定律得对A 、B 木块:m A v 0=m A v A +m B v B① 对B 、C 木块:m B v B =(m B +m C )v ②由题意A 与B 间的距离保持不变可知v A =v ③联立①②③式,代入数据得v B =65v 0. 答案:65v 0 5.结冰的湖面上有甲、乙两个小孩分别乘冰车在一条直线上相向滑行,速度大小均为v 1=2 m/s ,甲与车、乙与车的质量和均为M =50 kg.为了使两车不会相碰,甲将冰面上一质量为5 kg 的静止冰块以v 2=6 m/s(相对于冰面)的速率传给乙,乙接到冰块后又立即以同样的速率将冰块传给甲,如此反复,在甲、乙之间至少传递几次,才能保证两车不相碰?(设开始时两车间距足够远)解析:设甲、乙各接传冰块为n 1、n 2次,甲车的初始运动方向为正方向,末态甲、乙的速度分别为v 甲、v 乙,冰块质量为m ,甲或乙每次与冰块相互作用,冰块的动量改变量大小均为2m v 2(其中甲第一次传冰块,冰块的动量改变量大小为m v 2),且方向与甲或乙相互作用前的动量方向相同.运用动量守恒定律对甲、冰块系统:M v 1=m v 2+(n 1-1)·2m v 2+M v 甲 ①对乙、冰块系统:-M v 1=-n 2·2m v 2+M v 乙 ②又临界条件为v 乙≥v 甲③由①②两式得v 乙-v 甲=(n 1+n 2)·2m v 2-m v 2-2M v 1M又由③式得n 1+n 2≥m v 2+2M v 12m v 2 ④ 将M 、m 、v 1、v 2的数值代入④式得n 1+n 2≥236故最少传递次数为n 1+n 2=4次.答案:4次[课时作业]一、单项选择题1.(2018·秦皇岛高二检测)如图所示,在光滑水平面上,用等大异向的F 1、F 2分别同时作用于A 、B 两个静止的物体上,已知m A <m B ,经过相同的时间后同时撤去两力,以后两物体相碰并粘为一体,则粘合体最终将( )A .静止B .向右运动C .向左运动D .无法确定答案:A2.在高速公路上发生了一起交通事故,一辆质量为1 500 kg 向南行驶的长途客车迎面撞上了一辆质量为3 000 kg 向北行驶的卡车,撞后两车连在一起,并向南滑行一小段距离后静止.根据测速仪的测定,长途客车撞前以20 m/s 的速度匀速行驶,由此可判断卡车撞前的行驶速度( )A.小于10 m/sB.大于10 m/s,小于20 m/sC.大于20 m/s,小于30 m/sD.大于30 m/s,小于40 m/s解析:选A.两车碰撞过程中尽管受到地面的摩擦力作用,但远小于相互作用的内力(碰撞力),所以动量守恒.依题意,碰撞后两车以共同速度向南滑行,即碰撞后系统的总动量方向向南.设长途客车和卡车的质量分别为m1、m2,撞前的速度大小分别为v1、v2,撞后共同速度为v,选定向南为正方向,根据动量守恒定律有m1v1-m2v2=(m1+m2)v,又v>0,则m1v1-m2v2>0,代入数据解得v2<m1m2v1=10 m/s.3.一个质量为2 kg的装砂小车,沿光滑水平轨道运动,速度为3 m/s,一个质量为1 kg 的球从0.2 m高处自由落下,恰落入小车的砂中,此后小车的速度为() A.3 m/s B.2 m/sC.2.7 m/s D.0解析:选B.车、砂、球组成的系统水平方向动量守恒,M v=(M+m)v′,故v′=M vM+m=2×32+1m/s=2 m/s.4.甲、乙两个溜冰者质量分别为48 kg和50 kg,甲手里拿着质量为2 kg的球,两人均以2 m/s的速率,在光滑的冰面上沿同一直线相向滑行,甲将球传给乙,乙再将球传给甲,这样抛接几次后,球又回到甲的手里,乙的速度为零,则甲的速度的大小为() A.0 B.2 m/sC.4 m/s D.无法确定解析:选A.以甲、乙及球组成的系统为研究对象,以甲原来的滑行方向为正方向,有(m 甲+m球)v甲+m乙v乙=(m甲+m球)v甲′得v甲′=(m甲+m球)v甲+m乙v乙m甲+m球=(48+2)×2+50×(-2)48+2m/s=0,A正确.5.两个小木块B、C中间夹着一根轻弹簧,将弹簧压缩后用细线将两个木块绑在一起,使它们一起在光滑水平面上沿直线运动,这时它们的运动图线如图中a线段所示,在t=4 s 末,细线突然断了,B、C都和弹簧分离后,运动图线分别如图中b、c线段所示.从图中的信息可知()A .木块B 、C 都和弹簧分离后的运动方向相反B .木块B 、C 都和弹簧分离后,系统的总动量增大C .木块B 、C 分离过程中B 木块的动量变化较大D .木块B 的质量是木块C 质量的14解析:选D .由x -t 图象可知,位移均为正,均朝一个方向运动,没有反向,A 错误;木块都与弹簧分离后B 的速度为v 1=10-46-4 m/s =3 m/s ,C 的速度为v 2=5-46-4m/s =0.5 m/s ,细线未断前B 、C 的速度均为v 0=1 m/s ,由于系统所受合外力之和为零,故系统前后的动量守恒:(m B +m C )v 0=m B v 1+m C v 2,计算得B 、C 的质量比为1∶4,D 正确,B 错误;系统动量守恒,则系统内两个木块的动量变化量等大反向,C 错误.6.如图所示,一个木箱原来静止在光滑水平面上,木箱内粗糙的底板上放着一个小木块.木箱和小木块都具有一定的质量.现使木箱获得一个向右的初速度v 0,则( )A .小木块和木箱最终都将静止B .小木块最终将相对木箱静止,二者一起向右运动C .小木块与木箱内壁将始终来回往复碰撞,而木箱一直向右运动D .如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止,则二者将一起向左运动解析:选B .把小木块和木箱看成一个系统,该系统所受合外力为零,故系统动量守恒,系统的初动量向右,末动量也应向右.选项C 中小木块始终在木箱内做往复运动,因摩擦力的存在,系统的机械能会越来越少,最终停止,这是不可能的.可见,只有选项B 正确.二、多项选择题7.如图所示,上表面相平的A 、B 两木块紧靠在一起且静止于光滑水平面上,木块C 以一定的初速度v 0从木块A 的左端开始在其表面上向右滑行,最后停在木块B 的右端.对此过程,下列说法正确的是( )A.当C在A上滑行时,A、C组成的系统动量守恒B.当C在B上滑行时,B、C组成的系统动量守恒C.无论C是在A上滑行还是在B上滑行,A、B、C三木块组成的系统都动量守恒D.当C在A上滑行时,A、B间的作用力对A、C组成的系统是外力,对A、B、C三木块组成的系统则是内力解析:选BCD.当C在A上滑行时,若以A、C为系统,B对A、C系统的作用力为外力且不等于0,故系统动量不守恒,若以A、B、C三木块为系统,A、B间的作用力则为内力,选项A错误,选项D正确;当C在B上滑行时,A、B已脱离,以B、C为系统,沿水平方向不受外力作用,故系统动量守恒,选项B正确;若将A、B、C三木块视为一系统,则无论C 在A上滑行还是在B上滑行,沿水平方向都无外力作用,系统都动量守恒,选项C正确.8.如图所示,小车在光滑的水平面上向左运动,木块水平向右在小车的水平车板上运动,且未滑出小车,下列说法中正确的是()A.若小车的动量大于木块的动量,则木块先减速再加速后匀速B.若小车的动量大于木块的动量,则小车先加速再减速后匀速C.若小车的动量小于木块的动量,则木块先减速后匀速D.若小车的动量小于木块的动量,则小车先加速后匀速解析:选AC.小车和木块组成的系统动量守恒.若小车的动量大于木块的动量,则最后相对静止时整体向左运动,故木块先向右减速,再向左加速,最后与车同速,小车先减速后匀速.若小车的动量小于木块的动量,则最后相对静止时整体向右运动,故木块先减速后匀速,小车先减速再加速后匀速.9.如图所示,子弹水平射入放在光滑水平地面上静止的木块后不再穿出,此时木块动能增加了6 J,那么此过程产生的内能可能为()A.10 J B.8 JC.6 J D.4 J解析:选AB.设子弹的初速度为V,射入木块后子弹与木块共同的速度为v,木块的质量为M ,子弹的质量为m .根据动量守恒定律得:mV =(M +m )v 得,v =mV m +M 木块获得的动能为ΔE k =12M v 2=Mm 2V 22(M +m )2=MmV 22(M +m )·m M +m系统产生的内能为Q =12mV 2-12(M +m )v 2=MmV 22(M +m )可得Q >ΔE k =6 J ,故A 、B 正确.10.如图所示,两物块质量关系为m 1=2m 2,两物块与水平面间的动摩擦因数μ2=2μ1,两物块原来静止,轻质弹簧被压缩且用细线固定.若烧断细线后,弹簧恢复到原长时,两物块脱离弹簧且速率均不为零,则( )A .两物块在脱离弹簧时的速率最大B .两物块在刚脱离弹簧时的速率之比为v 1v 2=12C .两物块的速率同时达到最大D .两物块在弹开后同时达到静止解析:选BCD .烧断细线后,对m 1、m 2及弹簧组成的系统,在m 1、m 2运动过程中,都受到滑动摩擦力的作用,其中F 1=μ1m 1g ,F 2=μ2m 2g ,根据题设条件,两摩擦力大小相等,方向相反,系统所受外力的合力为零,动量守恒.两物块未脱离弹簧时,在水平方向各自受到弹簧弹力和地面对物块的摩擦力作用,其运动过程分为两个阶段,先是弹簧弹力大于摩擦力,物块做变加速运动,直到弹簧弹力等于摩擦力时,物块速度达到最大,此后弹簧弹力小于摩擦力,物块做变减速运动,弹簧恢复原长时,两物块与弹簧脱离.脱离弹簧后,物块在水平方向只受摩擦力作用,做匀减速运动,直到停止.综合以上分析可知,A 选项错误;在从开始直到最后停止的整个过程中,系统动量守恒,则有0=m 1v 1-m 2v 2,显然,任意时刻,两物块的速率之比v 1v 2=m 2m 1=12;当v 1最大时,v 2亦最大;当v 1=0时,亦有v 2=0,所以B 、C 、D 选项都正确.三、非选择题11.将两条完全相同的磁铁(磁性极强)分别固定在质量相等的小车上,水平面光滑.开始时甲车速度大小为3 m/s ,乙车速度大小为2 m/s ,方向相反并在同一直线上,如图所示.(1)当乙车速度为零时(即乙车开始反向运动时),甲车的速度多大?方向如何?(2)由于磁性极强,故两车不会相碰,那么两车的距离最小时,乙车的速度是多大?方向如何?解析:两个小车及磁铁组成的系统在水平方向不受外力作用,系统水平方向动量守恒.设向右为正方向.(1)据动量守恒知m v 甲-m v 乙=m v 甲′代入数据解得v 甲′=v 甲-v 乙=(3-2) m/s =1 m/s ,方向向右.(2)两车相距最小时,两车速度相同,设为v ′,由动量守恒知m v 甲-m v 乙=m v ′+m v ′解得v ′=m v 甲-m v 乙2m =v 甲-v 乙2=3-22m/s =0.5 m/s ,方向向右. 答案:(1)1 m/s 方向向右 (2)0.5 m/s 方向向右12.如图所示,甲、乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏,甲和他乘的冰车质量共为M =30 kg ,乙和他乘的冰车质量之和也是30 kg.游戏时,甲推着一个质量为m =15 kg 的箱子,共同以速度v 0=2.0 m/s 滑行.乙以同样大小的速度迎面滑来,为了避免相撞,甲突然将箱子沿冰面推给乙,箱子滑到乙处时,乙迅速把它抓住.若不计冰面的摩擦力,求甲至少要以多大的速度(相对于地面)将箱子推出,才能避免与乙相撞.解析:选取甲开始运动的方向为正方向,设甲推出箱子后的速度为v 1,箱子的速度为v ,以甲和箱子为系统,则由动量守恒定律得(m +M )v 0=M v 1+m v .设乙抓住箱子后其速度为v 2,取箱子和乙为系统,则由动量守恒定律得m v -M v 0=(m +M )v 2.而甲、乙两冰车不相碰的条件是v 2≥v 1,当v 1=v 2时,甲推箱子的速度最小.联立以上各式可得v =m 2+2mM +2M 2m 2+2mMv 0=5.2 m/s. 即甲至少要以5.2 m/s 的速度将箱子推开,才能避免与乙相撞. 答案:见解析。
动量守恒定律练习题(含答案)
动量守恒定律复习测试题1.如图所示,质量为M的小船在静止水面上以速率v0向右匀速行驶,一质量为m 的救生员站在船尾,相对小船静止.若救生员以相对水面速率v水平向左跃入水中,则救生员跃出后小船的速率为()A.v0+mM v B.v0-m M vC.v0+mM(v0+v) D.v0+mM(v0-v)2.在2010年温哥华冬奥会上,首次参赛的中国女子冰壶队喜获铜牌,如图13-1-8为中国队员投掷冰壶的镜头.在某次投掷中,冰壶运动一段时间后以0.4 m/s 的速度与对方的静止冰壶发生正碰,碰后对方的冰壶以0.3 m/s的速度向前滑行.若两冰壶质量相等,规定向前运动的方向为正方向,则碰后中国队冰壶获得的速度为()A.0.1 m/s B.-0.1 m/sC.0.7 m/s D.-0.7 m/s3.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6 kg·m/s,运动中两球发生碰撞,碰撞后A球的动量增量为-4 kg·m/s,则()A.左方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为2∶5B.左方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为1∶10C.右方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为2∶5D.右方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为1∶104.如图所示,轻质弹簧的一端固定在墙上,另一端与质量为m的物体A相连,A放在光滑水平面上,有一质量与A相同的物体B,从高h处由静止开始沿光滑曲面滑下,与A相碰后一起将弹簧压缩,弹簧复原过程中某时刻B与A分开且沿原曲面上升.下列说法正确的是()A .弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mghB .弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mgh 2C .B 能达到的最大高度为h 2D .B 能达到的最大高度为h5.如图,大小相同的摆球a 和b 的质量分别为m 和3m ,摆长相同,并排悬挂,平衡时两球刚好接触.现将摆球a 向左拉开一小角度后释放,若两球的碰撞是弹性的,下列判断正确的是( )A .第一次碰撞后的瞬间,两球的速度大小相等B .第一次碰撞后的瞬间,两球的动量大小相等C .第一次碰撞后,两球的最大摆角不相同D .发生第二次碰撞时,两球在各自的平衡位置6.如图所示,光滑水平直轨道上有三个滑块A 、B 、C ,质量分别为m A =m C =2m ,m B =m ,A 、B 用细绳连接,中间有一压缩的轻弹簧(弹簧与滑块不拴接).开始时A 、B 以共同速度v 0运动,C 静止.某时刻细绳突然断开,A 、B 被弹开,然后B 又与C 发生碰撞并粘在一起,最终三滑块速度恰好相同.求B 与C 碰撞前B 的速度.7.如图所示,光滑水平桌面上有长L =2 m 的挡板C ,质量m C =5 kg ,在其正中央并排放着两个小滑块A 和B ,m A =1 kg ,m B =3 kg ,开始时三个物体都静止.在A 、B 间放有少量塑胶炸药,爆炸后A 以6 m/s 速度水平向左运动,A 、B 中任意一块与挡板C 碰撞后,都粘在一起,不计摩擦和碰撞时间,求:(1)当两滑块A 、B 都与挡板C 碰撞后,C 的速度是多大;(2)A 、C 碰撞过程中损失的机械能.8.如图所示,在光滑水平面上有质量均为m 的两辆小车A 和B ,A 车上表面光滑水平,其上表面左端有一质量为M 的小物块C (可看做质点).B 车上表面是一个光滑的14圆弧槽,圆弧槽底端的切线与A 的上表面相平.现在A 和C 以共同速度v 0冲向静止的B 车,A 、B 碰后粘合在一起,之后物块C 滑离A ,恰好能到达B 的圆弧槽的最高点.已知M =2m ,v 0=4 m/s ,取g =10 m/s 2.求圆弧槽的半径R .动量守恒复习题答案1.如图所示,质量为M的小船在静止水面上以速率v0向右匀速行驶,一质量为m 的救生员站在船尾,相对小船静止.若救生员以相对水面速率v 水平向左跃入水中,则救生员跃出后小船的速率为()A.v0+mM v B.v0-m M vC.v0+mM(v0+v) D.v0+mM(v0-v)【解析】小船和救生员组成的系统满足动量守恒:(M+m)v0=m·(-v)+Mv′解得v′=v0+mM(v0+v)故C项正确,A、B、D三项均错.【答案】 C2.在2010年温哥华冬奥会上,首次参赛的中国女子冰壶队喜获铜牌,如图13-1-8为中国队员投掷冰壶的镜头.在某次投掷中,冰壶运动一段时间后以0.4 m/s的速度与对方的静止冰壶发生正碰,碰后对方的冰壶以0.3 m/s的速度向前滑行.若两冰壶质量相等,规定向前运动的方向为正方向,则碰后中国队冰壶获得的速度为() A.0.1 m/s B.-0.1 m/sC.0.7 m/s D.-0.7 m/s【解析】设冰壶质量为m,碰后中国队冰壶速度为v x,由动量守恒定律得mv0=mv+mv x解得v x=0.1 m/s,故选项A正确.【答案】 A3.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6 kg·m/s,运动中两球发生碰撞,碰撞后A球的动量增量为-4 kg·m/s,则()A .左方是A 球,碰撞后A 、B 两球速度大小之比为2∶5B .左方是A 球,碰撞后A 、B 两球速度大小之比为1∶10C .右方是A 球,碰撞后A 、B 两球速度大小之比为2∶5D .右方是A 球,碰撞后A 、B 两球速度大小之比为1∶10【解析】 由m B =2m A ,p A =p B 知碰前v B <v A若左为A 球,设碰后二者速度分别为v ′A 、v ′B由题意知p ′A =m A v ′A =2 kg·m/sp ′B =m B v ′B =10 kg·m/s 由以上各式得v ′A v ′B =25,故正确选项为A. 若右为A 球,由于碰前动量都为6 kg·m/s ,即都向右运动,两球不可能相碰.【答案】 A4.如图所示,轻质弹簧的一端固定在墙上,另一端与质量为m 的物体A 相连,A 放在光滑水平面上,有一质量与A 相同的物体B ,从高h 处由静止开始沿光滑曲面滑下,与A 相碰后一起将弹簧压缩,弹簧复原过程中某时刻B 与A 分开且沿原曲面上升.下列说法正确的是( )A .弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mghB .弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mgh 2C .B 能达到的最大高度为h 2D .B 能达到的最大高度为h【解析】 根据机械能守恒定律可得B 刚到达水平地面的速度v 0=2gh ,根据动量守恒定律可得A 与B 碰撞后的速度为v =12v 0,所以弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为E pm =12·2mv 2=12mgh ,即A 错,B 正确;当弹簧再次恢复原长时,A 与B 将分开,B 以v 的速度沿斜面上滑,根据机械能守恒定律可得mgh ′=12mv 2,B 能达到的最大高度为h /4,即D 错误.【答案】 B5.如图,大小相同的摆球a 和b 的质量分别为m 和3m ,摆长相同,并排悬挂,平衡时两球刚好接触.现将摆球a 向左拉开一小角度后释放,若两球的碰撞是弹性的,下列判断正确的是( )A .第一次碰撞后的瞬间,两球的速度大小相等B .第一次碰撞后的瞬间,两球的动量大小相等C .第一次碰撞后,两球的最大摆角不相同D .发生第二次碰撞时,两球在各自的平衡位置【解析】 弹性碰撞遵守能量守恒和动量守恒,设第一次碰撞前,a 的速度为v ,第一次碰撞后a 的速度为v 1、b 的速度为v 2,根据动量守恒,得mv =mv 1+3mv 2① 根据能量守恒,得:12mv 2=12mv 21+12×3mv 22② ①②联立得:v 1=-12v ,v 2=12v ,故A 选项正确;第一次碰撞后瞬间,a 的动量大小为12mv ,b 的动量大小为32mv ,故B 选项错误;由于第一次碰撞后瞬间的速度大小相等,根据机械能守恒可知,两球的最大摆角相等,C 选项错误;由于摆长相同,两球的振动周期相等,所以第二次碰撞时,两球在各自的平衡位置,D 选项正确.【答案】 AD6.如图所示,光滑水平直轨道上有三个滑块A 、B 、C ,质量分别为m A =m C =2m ,m B =m ,A 、B 用细绳连接,中间有一压缩的轻弹簧(弹簧与滑块不拴接).开始时A 、B 以共同速度v 0运动,C 静止.某时刻细绳突然断开,A 、B 被弹开,然后B 又与C 发生碰撞并粘在一起,最终三滑块速度恰好相同.求B 与C 碰撞前B 的速度.【解析】 设共同速度为v ,球A 与B 分开后,B 的速度为v B ,由动量守恒定律(m A +m B )v 0=m A v +m B v B ①m B v B =(m B +m C )v ②联立①②式,得B 与C 碰撞前B 的速度v B =95v 0.7.如图所示,光滑水平桌面上有长L =2 m 的挡板C ,质量m C =5 kg ,在其正中央并排放着两个小滑块A 和B ,m A =1 kg ,m B =3 kg ,开始时三个物体都静止.在A 、B 间放有少量塑胶炸药,爆炸后A 以6 m/s 速度水平向左运动,A 、B 中任意一块与挡板C 碰撞后,都粘在一起,不计摩擦和碰撞时间,求:(1)当两滑块A 、B 都与挡板C 碰撞后,C 的速度是多大;(2)A 、C 碰撞过程中损失的机械能.【解析】 (1)A 、B 、C 系统动量守恒0=(m A +m B +m C )v C , v C =0.(2)炸药爆炸时A 、B 系统动量守恒m A v A =m B v B解得:v B =2 m/s A 、C 碰撞前后系统动量守恒m A v A =(m A +m C )v v =1 m/sΔE =12m A v 2A -12(m A +m C )v 2=15 J.8.如图所示,在光滑水平面上有质量均为m 的两辆小车A 和B ,A 车上表面光滑水平,其上表面左端有一质量为M 的小物块C (可看做质点).B 车上表面是一个光滑的14圆弧槽,圆弧槽底端的切线与A 的上表面相平.现在A 和C 以共同速度v 0冲向静止的B 车,A 、B 碰后粘合在一起,之后物块C 滑离A ,恰好能到达B 的圆弧槽的最高点.已知M =2m ,v 0=4 m/s ,取g =10 m/s 2.求圆弧槽半径R .【解析】 设A 、B 碰后的共同速度为v 1,C 到达最高点时A 、B 、C 的共同速度为v 2,A 、B 碰撞过程动量守恒:mv 0=2mv 1C 冲上圆弧最高点过程系统动量守恒:Mv 0+2mv 1=(M +2m )v 2机械能守恒:12Mv 20+2×12mv 21=12(M +2m )v 22+MgR 联立以上三式解得:R =v 2016g代入数据得:R =0.1 m。
物理:第16章《动量守恒定律》测试
A B C 高二物理选修3-5第十六章 动量守恒定律综合练习1、一个质量为0.3kg 的弹性小球在光滑水平面上以6m/s 的速度垂直撞到墙上碰撞后小球沿相反方向运动反弹后的速度大小与碰撞前相同。
则碰撞前后小球速度变化量的大小为Δv 和碰撞过程中墙对小球做功的大小W 为( )A .Δv =0B .Δv =12m/sC .W =0D .W =10.8J2、如图所示A 、B 两质量相等的物体原来静止在平板小车C 上A 和B 间夹一被压缩了的轻弹簧A 、B 与平板车上表面动摩擦因数之比为3∶2地面光滑。
当弹簧突然释放后A 、B 相对C 滑动的过程中①A 、B 系统动量守恒 ②A 、B 、C 系统动量守恒 ③小车向左运动 ④小车向右运动以上说法中正确的是( ) ( ) A .①② B .②③ C .③① D .①④3、静止在湖面上的小船上分别向相反方向水平抛出两个质量相等的小球甲球先抛出向左;乙球后抛出向右两球抛出后相对于岸的速率相等则下面说法正确的是( )A 、两球抛出后船向右以运动且乙球受到的冲量大些。
B 、两球抛出后船向右以运动且甲球受到的冲量大些。
C 、两球抛出后船的速度为零且甲球受到的冲量大些。
D 、两球抛出后船的速度为零且两球受到的冲量大小相等。
4、如图所示在光滑水平面上有一质量为M =3 kg 的薄板和质量为m =1 kg 的物块.都以v = 4 m/s 的初速度朝相反方向运动它们之间有摩擦薄板足够长当薄板的速度为2.4 m/s 时物块的运动情况是( ) A .做加速运动 B .做减速运动C .做匀速运动D .以上运动都可能5、质量M =100 kg 的小船静止在水面上船首站着质量m 甲=40 kg 的游泳者甲船尾站着质量m 乙=60 kg 的游泳者乙船首指向左方若甲、乙两游泳者同时在同一水平线上甲朝左、乙朝右以 3 m/s 的速率跃入水中则( )A .小船向左运动速率为1 m/sB .小船向左运动速率为0.6 m/sC .小船向右运动速率大于1 m/sD .小船仍静止6、两球A 、B 在光滑水平面上沿同一直线同一方向运动m A =1 kg m B =2 kg v A =6 m/s v B =2 m/s 。
2020-2021高中物理3-5配套作业:第16章 第3节 动量守恒定律含解析
2020-2021学年高中物理人教版选修3-5配套作业:第16章第3节动量守恒定律含解析第十六章第三节请同学们认真完成[练案2]基础夯实一、选择题(单选题)1.如图所示,两位同学穿旱冰鞋,面对面站立不动,互推后向相反的方向运动,不计摩擦阻力,下列判断正确的是(C)A.互推后两同学总动量增加B.互推后两同学动量相等C.分离时质量大的同学的速度小一些D.互推过程中机械能守恒解析:两位同学组成的系统,所受外力之和为零,动量守恒,则m1v1=m2v2,p1与p2大小相等,方向相反,A、B不正确;若m1>m2,则v1<v2,C正确;互推过程中两同学的动能增大,机械能增加,D 不正确。
2.如图所示,光滑圆槽质量为M,静止在光滑的水平面上,其内表面有一小球被细线吊着恰位于槽的边缘处,如将线烧断,小球滑到另一边的最高点时,圆槽的速度为(A)A.0 B.向左C.向右D.不能确定解析:把小球m和物体M作为一个系统,因水平面光滑,故系统水平方向不受外力,水平方向动量守恒。
3.(2020·全国百所名校模拟统考一)如图所示,轻弹簧的一端固定在竖直墙上,一个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,让一个物块从槽上高h处由静止开始下滑。
下列说法正确的是(D)A.物块沿槽下滑的过程中,物块的机械能守恒B.物块沿槽下滑的过程中,物块与槽组成的系统动量守恒C.从物块压缩弹簧到被弹开的过程中,弹簧对物块的冲量等于零D.物块第一次被反弹后一定不能再次回到槽上高h处解析:物块沿槽下滑过程中,物块与弧形槽组成的系统机械能守恒,水平方向动量守恒,故AB错误;从物块压缩弹簧到被弹开的过程中,物块受到的冲量等于物块动量的变化,物体的动量变化量不为零,故物体受到的冲量不为零,C错误;物块反弹后追上弧形槽,上升到最高点时,物块和弧形槽具有相同的速度,全过程系统机械能守恒,故物块不能回到槽上高h处,D正确.4.如图所示,半径分别为R和r(R>r)的甲、乙两光滑圆轨道安置在同一竖直平面内,两轨道之间由一条光滑水平轨道CD相连,在水平轨道CD上一轻弹簧被a、b两小球夹住,同时释放两小球,a、b球恰好能通过各自的圆轨道的最高点。
《动量守恒定律》测试题(含答案)
第16章 《动量守恒定律》测试题一、单选题(每小题只有一个正确答案)1.质量为m ,速度为v 的棒球,与棒相互作用后以被原速率弹回,则小球动量的变化量为(取作用前的速度方向为正方向)( )A .0B .-2mvC .2mvD .mv2.相向运动的A 、B 两辆小车相撞后,一同沿A 原来的方向前进,则碰撞前的瞬间( )A .A 车的动量一定大于B 车的速度 B .A 车的速度一定大于B 车的动量C .A 车的质量一定大于B 车的质量D .A 车的动能一定大于B 车的动能3.将质量为m 的铅球以大小为v 0、仰角为θ的初速度抛入一个装着沙子的总质量为m '的静止小车中,如图所示,小车与地面间的摩擦力不计,则最后铅球与小车的共同速度等于( )A .0cos mv m m θ+'B .0sin mv m m θ+'C .0mv m m +'D .0tan mv m m θ+'4.物体在恒定合力F 作用下做直线运动,在1t ∆内速度由0增大到1E ,在2t ∆内速度由v 增大到2v.设2E 在1t ∆内做功是1W ,冲量是1I ;在2t ∆内做功是2W ,冲量是2I ,那么( )A .1212I I W W <=,B .1212I I W W <<,C .1212,I I W W ==D .1212I I W W =<,5.沿光滑水平面在同一条直线上运动的两物体A 、B 碰撞后以共同的速度运动,该过程的位移—时间图象如图所示。
则下列判断错误的是( )A .碰撞前后A 的运动方向相反B .A 、B 的质量之比为1:2C .碰撞过程中A 的动能变大,B 的动能减小D .碰前B 的动量较大6.如图所示,质量M=3kg 的滑块套在水平固定着的轨道上并可在轨道上无摩擦滑动。
质量m=2kg的小球(视为质点)通过长L=0.5m的轻杆与滑块上的光滑轴O连接,开始时滑块静止,轻杆处于水平状态,现让小球从静止开始释放,取g=10m/s2,下列说法正确的的是()A.小球m从初始位置到第一次到达最低点的过程中,轻杆对小球的弹力一直沿杆方向B.小球m从初始位置到第一次到达最低点时,小球m速度大小为√10m/s2C.小球m从初始位置到第一次到达最低点的过程中,滑块M在水平轨道上向右移动了0.2mD.小球m上升到的最高位置比初始位置低7.蹦极是一项刺激的极限运动,如图,运动员将一端固定的弹性长绳绑在腰或踝关节处,从几十米高处跳下(忽略空气阻力)。
动量守恒定律章末测试题及答案
第十六章《动量守恒定律》章末检测试题班级姓名一、选择题(每题答案全对4分,1-—9单选,10--12多选)1、下列关于系统动量守恒说法正确的是:A.若系统内存在着摩擦力,系统的动量的就不守恒B.若系统中物体具有加速度,系统的动量就不守恒C.若系统所受的合外力为零,系统的动量就守恒D.若系统所受外力不为零,系统的动量就守恒2、把一支枪固定在小车上,小车放在光滑的水平桌面上.枪发射出一颗子弹.对于此过程,下列说法中正确的有A.枪和子弹组成的系统动量守恒B.枪和车组成的系统动量守恒C.车、枪和子弹组成的系统近似动量守恒,因为子弹和枪筒之间有f.且f 的冲量甚小D.车、枪和子弹组成的系统动量守恒3。
甲、乙两球在光滑水平面上发生碰撞。
碰撞前,甲球向左运动,乙球向右运动,碰撞后一起向右运动,由此可以判断:( )A.甲的质量比乙小B.甲的初速度比乙小C.甲的初动量比乙小D.甲的动量变化比乙小4、炮弹的质量为m,装好炮弹的大炮总质量为M,炮弹出口时相对地面的速度为v,炮弹与水平方向夹角为α,如果不考虑炮车与水平地面的摩擦,则射击时炮车的后退速度为( )A。
mv/(M—m) B.mvcosα/M C。
mv/M D.mvcosα/(M-m)5.如图3所示,设车厢长度为L,质量为M,静止于光滑的水平面上,车厢内有一质量为m的物体以初速度v0向右运动,与车厢壁来回碰撞n次后,静止mv0图3在车厢中。
这时车厢的速度是()A。
v0水平向右 B。
0C.mv0/(M+m),水平向右.D.mv0/(M—m),水平向右乙6.、质量为2kg的物体以2m/s的速度作匀变速直线运动,经过2s后其动量大小变为8kg。
m/s,则关于该物体说法错误的是( )A.所受合外力的大小可能等于2NB.所受合外力的大小可能等于6NC.所受冲量可能等于12N。
sD.所受冲量可能等于20N。
s7、两球A、B在光滑水平面上沿同一直线,同一方向运动,m A=1 kg m B=2 kg,v A=6m/s,v B=2 m/s.当A追上B并发生碰撞后,两球A、B速度的可能值是()A.v A′=5 m/s,v B′=2.5 m/s B.v A′=2 m/s,v B′=4 m/sC.v A′=-4 m/s,v B′=7 m/s D.v A′=7 m/s, v B′=1.5 m/s8.在光滑的水平面上,两个质量均为m的完全相同的滑块以大小均为P的动量相向运动, 发生正碰,碰后系统的总动能不可能是A.0 B.错误!C.错误!D.错误!9.如图所示,质量为m的小车静止于光滑水平面上,车上有一光滑的弧形轨道,另一质量为m的小球以水平初速沿轨道的右端的切线方向进入轨道,则当小球再次从轨道的右端离开轨道后,将作( )A.向左的平抛运动;B.向右的平抛运动;C.自由落体运动;D.无法确定。
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高中精品试题《动量守恒定律》测试题本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100,考试时间60分钟。
第Ⅰ卷(选择题 共40分)一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。
在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分。
)1.某人站在静浮于水面的船上,从某时刻开始从船头走向船尾,不计水的阻力,那么在这段时间内人和船的运动情况是( )A .人匀速走动,船则匀速后退,且两者的速度大小与它们的质量成反比B .人匀加速走动,船则匀加速后退,且两者的加速度大小一定相等C .不管人如何走动,在任意时刻两者的速度总是方向相反,大小与它们的质量成反比D .人走到船尾不再走动,船则停下解析:以人和船构成的系统为研究对象,其总动量守恒,设v 1、v 2分别为人和船的速率,则有0=m 人v 1-M 船v 2,故有v 1v 2=M 船m 人可见A 、C 、D 正确。
人和船若匀加速运动,则有 F =m 人a 人,F =M 船a 船所以a 人a 船=M 船m 人,本题中m 人与M 船不一定相等,故B 选项错误。
答案:A 、C 、D2.如图(十六)-1甲所示,在光滑水平面上的两个小球发生正碰。
小球的质量分别为m 1和m 2。
图(十六)-1乙为它们碰撞前后的x -t 图象。
已知m 1=0.1 kg ,由此可以判断( )图(十六)-1①碰前m 2静止,m 1向右运动②碰后m 2和m 1都向右运动③由动量守恒可以算出m 2=0.3 kg④碰撞过程中系统损失了0.4 J 的机械能 以上判断正确的是( ) A .①③ B .①②③ C .①②④ D .③④解析:由图象知,①正确,②错误;由动量守恒m 1v =m 1v 1+m 2v 2,将m 1=0.1 kg ,v=4 m/s ,v 1=-2 m/s ,v 2=2 m/s 代入可得m 2=0.3 kg ,③正确;ΔE =12m 21-⎝⎛⎭⎫12m 1v 21+12m 2v 22=0,④错误。
答案:A3.如图(十六)-2所示,设车厢长度为l ,质量为M ,静止于光滑的水平面上,车厢内有一质量为m 的物体以速度v 0向右运动,与车厢壁来回碰撞n 次后,静止于车厢中,这时车厢的速度为( )图(十六)-2A .v 0,水平向右B .0C .m v 0/(m +M ),水平向右D .m v 0/(M -m ),水平向右解析:把物体以速度v 0向右运动到物体最后静止在车厢的整个过程作为研究的时间范围,设车厢最后的速度为v ,对过程始末应用动量守恒定律,得m v 0=(m +M )v ,得v =m v 0/(m +M )。
故C 项正确。
答案:C 4.如图(十六)-3所示,在光滑的水平面上,小车M 内有一弹簧被A 和B 两物体压缩,A 和B 的质量之比为,它们与小车间的动摩擦因数相等,释放弹簧后物体在极短时间内与弹簧分开,分别向左、右运动,两物体相对小车静止下来,都未与车壁相碰,则( )图(十六)-3A .B 先相对小车静止下来 B .小车始终静止在水平面上C .最终小车静止在水平面上D .最终小车水平向右匀速运动解析:由动量定理知A 、B 两物体获得的初动量大小相等,因为B 物体所受摩擦力比A 的大,故B 物体先相对小车静止下来,而小车在A 、B 运动过程中也在运动,所以A 选项正确,而B 选项错误;物体A 、B 和小车组成的系统满足动量守恒定律,而系统初状态静止,故C 选项正确。
答案:A 、C5.一质量为m 的铁锤,以速度v 竖直打在木桩上,经过Δt 时间而停止,则在打击时间内,铁锤对木桩的平均冲力的大小是( )A .mg Δt B.m vΔtC.m v Δt +mgD.m v Δt-mg 解析:对铁锤应用动量定理,设木桩对铁锤的平均作用力为F ,则(F -mg )Δt =0-(-m v ),解得F =m v Δt +mg ,所以铁锤对木桩的平均冲力F ′=F =m vΔt+mg 。
答案:C6.如图(十六)-4所示,位于光滑水平桌面上的小滑块P 和Q 都可视作质点且质量相等。
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( )图(十六)-4 A .P 的初动能 B .P 的初动能的12C .P 的初动能的13D .P 的初动能的14解析:两者速度相等时,弹簧最短,弹性势能最大。
设P 的初速度为v ,两者质量均为m ,弹簧最短时两者的共同速度为v ′,弹簧具有的最大弹性势能为E p 。
根据动量守恒,有m v =2m v ′,根据能量守恒有12m v 2=12×2m v ′2+E p ,以上两式联立求解得E p =14m v 2。
可见弹簧具有的最大弹性势能等于滑块P 原来动能的一半,B 正确。
答案:B7.在光滑水平面上,两球沿球心连线以相等速率相向而行,并发生碰撞,下列现象可能的是( )A .若两球质量相同,碰后以某一相等速率互相分开B .若两球质量相同,碰后以某一相等速率同向而行C .若两球质量不同,碰后以某一相等速率互相分开D .若两球质量不同,碰后以某一相等速率同向而行 解析:本题考查运用动量守恒定律定性分析碰撞问题,光滑水平面上两小球的对心碰撞符合动量守恒的条件,因此碰撞前后两小球组成的系统总动量守恒。
A 项,碰撞前两球总动量为零,碰撞后也为零,动量守恒,所以A 项是可能的。
B 项,若碰撞后两球以某一相等速率同向而行,则两球的总动量不为零,而碰撞前为零,所以B 项不可能。
C 项,碰撞前后系统的总动量的方向不同,所以动量不守恒,C 项不可能。
D 项,碰撞前总动量不为零,碰后也不为零,方向可能相同,所以D 项是可能的。
答案:A 、D 8.如图(十六)-5所示,三角形木块A 质量为M ,置于光滑水平面上,底边长a ,在其顶部有一三角形小木块B 质量为m ,其底边长b ,若B 从顶端由静止滑至底部,则木块后退的距离为( )图(十六)-5A.ma M +mB.Ma M +mC.m (a -b )M +mD.M (a -b )M +m解析:A 、B 二者组成的系统水平方向不受外力作用,故系统水平方向满足动量守恒定律,则系统水平方向平均动量也守恒,由动量守恒定律得0=M xt -m a -b -x t解得x =m (a -b )M +m。
答案:C9.一平板小车静止在光滑的水平地面上,甲、乙两个人要背靠着站在车的中央,当两人同时向相反方向行走,如甲向小车左端走,乙向小车右端走,发现小车向右运动,则( )A .若两人的质量相等,则必定v 甲>v 乙B.若两人的质量相等,则必定v甲<v乙C.若两人的速度相等,则必定m甲>m乙D.若两人的速度相等,则必定m甲<m乙解析:甲、乙两人和小车组成的系统满足动量守恒定律,由动量守恒定律知m甲v甲=m乙v乙+m车v车,所以A、C选项正确。
答案:A、C10.如图(十六)-6所示,两个质量相等的物体沿同一高度、倾角不同的两光滑斜面顶端从静止自由下滑,到达斜面底端,两个物体具有不同的物理量是()图(十六)-6A.下滑的过程中重力的冲量B.下滑的过程中弹力的冲量C.下滑的过程中合力的冲量D.刚到达底端时的动量大小解析:由运动学知识可知两个物体下滑所用的时间不同,由I=Ft可知A项正确;由于倾角不同,两物体受的弹力方向不同,所以B项正确;根据机械能守恒知两物体到达底端时的速度大小相等,由于速度方向不同,两物体的动量变化也不同,由动量定理可知C项正确。
答案:A、B、C第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、填空题。
(共4小题,每小题5分,共20分。
把答案直接填写在题中横线上,不要求写出演算过程。
)11.(5分)如图(十六)-7所示,一铁块压着一纸条放在水平桌面上,当以速度v抽出纸条后,铁块掉到地面上的P点,若以2v的速度抽出纸条,则铁块落地点将在________。
(填“P点”、“P点左侧”或“P点右侧”)图(十六)-7解析:铁块受到的滑动摩擦力一定,纸条抽出的速度越大,作用时间越短,摩擦力的冲量越小,由动量定理知I=Δp=m v′-0,铁块获得的速度越小,平抛的水平距离也越小,故当以2v的速度抽出时,铁块的落地点在P点左侧。
答案:P点左侧12.(5分)一质量为1 kg的小球从0.8 m高的地方自由下落到一个软垫上,若从小球接触软垫到下陷至最低点经历了0.2 s,则这段时间内软垫对小球冲量的大小为________。
(g 取10 m/s2,不计空气阻力)解析:规定竖直向上为正方向,根据动量定理,有(F-mg)t=0-(-m v0),而v0=2gh,由上面两式可求得Ft=6 N·s,即这段时间内软垫对小球的冲量为6 N·s,方向竖直向上。
答案:6 N·s13.(5分)场强为E、方向竖直向上的匀强电场中有两小球A、B,它们的质量分别为m1、m2,电量分别为q1、q2。
A、B两球由静止释放,重力加速度为g,则小球A和B组成的系统动量守恒应满足的关系式为________。
解析:动量守恒定律的条件是系统不受外力作用或者所受外力之和为零,若A、B两小球组成的系统满足动量守恒定律,则系统所受的电场力和重力必须平衡,即E (q 1+q 2)=(m 1+m 2)g 。
) 答案:E (q 1+q 2)=(m 1+m 2)g14.(5分)用半径相同的两小球A 、B 的碰撞验证动量守恒定律,实验装置如图(十六)-8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 球静置于水平槽前端边缘处,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 =2.68 cm ,OP =8.62 cm ,O N =11.50 cm ,并知A 、B 两球的质量比为,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|p -p ′|p=__________%(结果保留一位有效数字)。
图(十六)-8解析:未放B 球时,A 球落在P 点。
|p -p ′|p =|m A ·OP -(m B ·ON +m A ·OM )|m A ·OP= |2m ×8.62-(m ×11.50+2m ×2.68)|2m ×8.62=0.02=2%。
答案:P 2三、计算题(共6小题,共40分。