动量定理练习题及答案
高中物理动量定理题20套(带答案)含解析
【答案】(1)
(2)
(3)增大 S 可以通过减小 q、
U 或增大 m 的方法. 提高该比值意味着推进器消耗相同的功率可以获得更大的推力. 【解析】
试题分析:(1)根据动能定理有
解得:
(2)在与飞船运动方向垂直方向上,根据动量守恒有:MΔv=Nmv
解得:
(3)设单位时间内通过栅电极 A 的氙离子数为 n,在时间 t 内,离子推进器发射出的氙离 子个数为 N nt ,设氙离子受到的平均力为 F ,对时间 t 内的射出的氙离子运用动量定 理, Ft Nmv ntmv , F = nmv 根据牛顿第三定律可知,离子推进器工作过程中对飞船的推力大小 F= F = nmv 电场对氙离子做功的功率 P= nqU
﹣μ(m0+m)gt=(m0+m)(v2﹣v1) 解得:物块相对于木板滑行的时间
t v2 v1 1s g
3.甲图是我国自主研制的 200mm 离子电推进系统, 已经通过我国“实践九号”卫星空间飞 行试验验证,有望在 2015 年全面应用于我国航天器.离子电推进系统的核心部件为离子推 进器,它采用喷出带电离子的方式实现飞船的姿态和轨道的调整,具有大幅减少推进剂燃 料消耗、操控更灵活、定位更精准等优势.离子推进器的工作原理如图乙所示,推进剂氙 原子 P 喷注入腔室 C 后,被电子枪 G 射出的电子碰撞而电离,成为带正电的氙离子.氙离 子从腔室 C 中飘移过栅电极 A 的速度大小可忽略不计,在栅电极 A、B 之间的电场中加 速,并从栅电极 B 喷出.在加速氙离子的过程中飞船获得推力. 已知栅电极 A、B 之间的电压为 U,氙离子的质量为 m、电荷量为 q.
由动量定理 F Gt p
得小球受到地面的平均作用力是 F=12N
5.如图甲所示,足够长光滑金属导轨 MN、PQ 处在同一斜面内,斜面与水平面间的夹角 θ=30°,两导轨间距 d=0.2 m,导轨的 N、Q 之间连接一阻值 R=0.9 Ω 的定值电阻。金属杆 ab 的电阻 r=0.1 Ω,质量 m=20 g,垂直导轨放置在导轨上。整个装置处在垂直于斜面向上 的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度 B=0.5 T。现用沿斜面平行于金属导轨的力 F 拉着金 属杆 ab 向上运动过程中,通过 R 的电流 i 随时间 t 变化的关系图像如图乙所示。不计其它 电阻,重力加速度 g 取 10 m/s2。
动量定理练习题及答案
二 动量定理 姓名一、选择题(每小题中至少有一个选项是正确的)1、关于冲量和动量,下面说法错误的是( )A.冲量是反映力和作用时间积累效果的物理量B .动量是描述运动状态的物理量C .冲量是物体动量变化的原因D.冲量的方向与动量的方向一致2、物体在恒力作用下运动,下列说法正确的是( )A .动量的方向与受力的方向相同B.动量的方向与冲量的方向相同C .动量的增量方向与受力的方向相同D.动量变化率的方向与速度方向相同3、从同一高度落下的玻璃杯掉在水泥地面上易碎,而掉在软垫上不易碎,这是因为落到水泥地上时( )A .受到的冲量大B .动量变化快C.动量变化量大 D .受到地面的作用力大4、如图所示,物体受到大小为10牛,与地面成60°夹角的拉力F的作用在光滑的地面上滑行,在F 作用的3s 时间内( )A .F 的冲量大小为30NsB .F 的冲量大小为15NsC.物体的动量变化为30kg ·m · D.物体质量不知,故上述情况无法确定5、对物体所受的合外力与其动量之间的关系,叙述正确的是:( )A 、物体所受的合外力与物体的初动量成正比;B 、物体所受的合外力与物体的末动量成正比;C 、物体所受的合外力与物体动量变化量成正比;D 、物体所受的合外力与物体动量对时间的变化率成正比.6、动量相等的甲、乙两车,刹车后沿两条水平路面滑行,若两车质量之比m 1/m2=1/2,路面对两车的阻力相同,则两车滑行时间之比为 ( )A.1:1 B .1:2 C.2:1 D.1:47、甲、乙两个质量相同的物体,以相同的初速度分别在粗糙程度不同的水平面上运动,乙物体先停下来,甲物体又经较长时间停下来,下面叙述中正确的是( ).A 、甲物体受到的冲量大于乙物体受到的冲量B 、两个物体受到的冲量大小相等C 、乙物体受到的冲量大于甲物体受到的冲量D 、无法判断8、跳高运动员在跳高时总是跳到沙坑里或跳到海绵上,这样做是为了( )A、减小运动员的动量变化B 、减小运动员所受的冲量C、延长着地过程的作用时间 D 、减小着地时运动员所受的平均冲力 *9.在行车过程中,如果车距不够,刹车不及时,汽车将发生碰撞,车里的人可能受到伤害,为了尽可能地减轻碰撞所引起的伤害,人们设计了安全带。
(完整版)动量定理精选习题+答案
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
5. 质量为 m 的物体, 沿半径为 R 的轨道以速率 v 做匀速圆周运动, 如图所示, 取????方 向为正方向,求物体由 A 至 B 过程所受的合外力在半周期内的冲量 ( )
A. 2mv
B. -2????
与 Q 的碰撞时间极短,且无能量损失,已知
Q 离开平板车时速度大小是平板车速度的两倍,
Q与 P之
间的动摩擦因数为 ??, M : ?? = 4: 1,重力加速度为 ??求. :
(1) 小物块 Q 离开平板车时速度为多大? (2) 平板车 P 的长度为多少?
(3) 小物块 Q 落地时距小球的水平距离为多少?
(3) 从小球释放到 A、 B 达到共同速度的过程中,小球及 A、B 组成的系统损失的机械能.
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12. 如图所示,宽为 ??= 0.1??的 MN、 PQ 两平行光滑水平导轨分别与半径 ??= 0.5??的相同竖直半圆导轨在
N、 Q 端平滑连接, M 、P 端连接定值电阻 R,质量 ?? = 2???的? cd 绝缘杆垂直静止在水平导轨上,在其
是一个矩形区域内有竖直向上的磁感应强度为
B 的匀强磁场,水平轨道
MN 离水平地面的高度为 h,其截面图如乙所示。金属棒 a 和 b 质量均为 m、电阻均为 ??在. 水平轨道某
右侧至 N、Q 端的区域内充满竖直向上的匀强磁场, ??= 1??现. 有质量 ?? = 1???的? ab 金属杆,电阻为 ????,
????= ??= 1??,它以初速度 ??0 = 12??/??水平向右与 cd 绝缘杆发生正碰后,进入磁场并最终未滑出,
(物理)物理动量定理练习题20篇及解析
(物理)物理动量定理练习题20篇及解析一、高考物理精讲专题动量定理1.如图所示,固定在竖直平面内的4光滑圆弧轨道AB与粗糙水平地面BC相切于B点。
质量m=0.1kg的滑块甲从最高点A由静止释放后沿轨道AB运动,最终停在水平地面上的C 点。
现将质量m=0.3kg的滑块乙静置于B点,仍将滑块甲从A点由静止释放结果甲在B点与乙碰撞后粘合在一起,最终停在D点。
已知B、C两点间的距离x=2m,甲、乙与地面间的动摩擦因数分别为=0.4、=0.2,取g=10m/s,两滑块均视为质点。
求:(1)圆弧轨道AB的半径R;(2)甲与乙碰撞后运动到D点的时间t【答案】(1) (2)【解析】【详解】(1)甲从B点运动到C点的过程中做匀速直线运动,有:v B2=2a1x1;根据牛顿第二定律可得:对甲从A点运动到B点的过程,根据机械能守恒:解得v B=4m/s;R=0.8m;(2)对甲乙碰撞过程,由动量守恒定律:;若甲与乙碰撞后运动到D点,由动量定理:解得t=0.4s2.如图甲所示,物块A、B的质量分别是m A=4.0kg和m B=3.0kg.用轻弹簧拴接,放在光滑的水平地面上,物块B右侧与竖直墙壁相接触.另有一物块C从t=0时以一定速度向右运动,在t=4s时与物块A相碰,并立即与A粘在一起不分开,C的v-t图象如图乙所示.求:(1)C的质量m C;(2)t=8s时弹簧具有的弹性势能E p1(3)4—12s内墙壁对物块B的冲量大小I【答案】(1) 2kg (2) 27J (3) 36N s【解析】(1)由题图乙知,C与A碰前速度为v1=9m/s,碰后速度大小为v2=3m/s,C与A碰撞过程动量守恒m C v1=(m A+m C)v2解得C的质量m C=2kg.(2)t=8s时弹簧具有的弹性势能E p1=12(m A+m C)v22=27J(3)取水平向左为正方向,根据动量定理,4~12s内墙壁对物块B的冲量大小I=(m A+m C)v3-(m A+m C)(-v2)=36N·s3.一质量为m的小球,以初速度v0沿水平方向射出,恰好垂直地射到一倾角为30°的固定斜面上,并立即沿反方向弹回.已知反弹速度的大小是入射速度大小的34.求在碰撞过程中斜面对小球的冲量的大小.【答案】72mv0【解析】【详解】小球在碰撞斜面前做平抛运动,设刚要碰撞斜面时小球速度为v,由题意知v的方向与竖直线的夹角为30°,且水平分量仍为v0,由此得v=2v0.碰撞过程中,小球速度由v变为反向的34v,碰撞时间极短,可不计重力的冲量,由动量定理,设反弹速度的方向为正方向,则斜面对小球的冲量为I=m3()4v-m·(-v)解得I=72mv0.4.在距地面20m高处,某人以20m/s的速度水平抛出一质量为1kg的物体,不计空气阻力(g取10m/s2)。
物理动量定理题20套(带答案)含解析
【物理】物理动量定理题20套(带答案)含解析一、高考物理精讲专题动量定理1.质量为m 的小球,从沙坑上方自由下落,经过时间t 1到达沙坑表面,又经过时间t 2停在沙坑里.求:⑴沙对小球的平均阻力F ;⑵小球在沙坑里下落过程所受的总冲量I .【答案】(1)122()mg t t t (2)1mgt 【解析】试题分析:设刚开始下落的位置为A ,刚好接触沙的位置为B ,在沙中到达的最低点为C.⑴在下落的全过程对小球用动量定理:重力作用时间为t 1+t 2,而阻力作用时间仅为t 2,以竖直向下为正方向,有:mg(t 1+t 2)-Ft 2=0, 解得:方向竖直向上⑵仍然在下落的全过程对小球用动量定理:在t 1时间内只有重力的冲量,在t 2时间内只有总冲量(已包括重力冲量在内),以竖直向下为正方向,有:mgt 1-I=0,∴I=mgt 1方向竖直向上考点:冲量定理点评:本题考查了利用冲量定理计算物体所受力的方法.2.如图所示,固定在竖直平面内的4光滑圆弧轨道AB 与粗糙水平地面BC 相切于B 点。
质量m =0.1kg 的滑块甲从最高点A 由静止释放后沿轨道AB 运动,最终停在水平地面上的C 点。
现将质量m =0.3kg 的滑块乙静置于B 点,仍将滑块甲从A 点由静止释放结果甲在B 点与乙碰撞后粘合在一起,最终停在D 点。
已知B 、C 两点间的距离x =2m,甲、乙与地面间的动摩擦因数分别为=0.4、=0.2,取g=10m/s ,两滑块均视为质点。
求:(1)圆弧轨道AB 的半径R;(2)甲与乙碰撞后运动到D 点的时间t【答案】(1) (2)【解析】【详解】(1)甲从B 点运动到C 点的过程中做匀速直线运动,有:v B 2=2a 1x 1;根据牛顿第二定律可得:对甲从A 点运动到B 点的过程,根据机械能守恒:解得v B =4m/s ;R=0.8m ;(2)对甲乙碰撞过程,由动量守恒定律:;若甲与乙碰撞后运动到D 点,由动量定理:解得t=0.4s3.2019年 1月 3日,嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面,并通过“鹊桥”中继卫星传回了世界上第一张近距离拍摄月球背面的图片。
12动量定理(Word版含答案)
人教版(2019)选择性必修一 1.2 动量定理一、单选题1.章老师在课堂做演示实验,把两枚几乎相同的鸡蛋A和B从同一高度由静止释放。
鸡蛋A直接落在地板上,碎了;鸡蛋B装在有水的纸杯中随纸杯一起下落,落在地板上完好无损。
对这一结果,下列说法正确的是()A.与地板接触前的瞬间,鸡蛋A的动量大于鸡蛋B的末动量B.与地板碰撞过程中,鸡蛋的动量变化量小C.与地板碰撞过程中,鸡蛋B的动量变化量小D.与地板碰撞过程中,鸡蛋B的动量变化慢2.质量为1kg的物体做直线运动,其速度—时间图像如图3所示,则物体在0~5s内和10s~20s内所受合外力的冲量分别是()A.10N•s,-10N•s B.5N•s,0C.5N•s,10N•s D.5N•s,-10N•s 3.将质量为0.5 kg的小球以20 m/s的初速度竖直向上抛出,不计空气阻力,g取10 m/s2,以下判断正确的是()A.小球从被抛出至到达最高点受到的冲量大小为10 N·sB.小球从被抛出至落回出发点动量的变化量大小为零C.小球从被抛出至落回出发点受到的冲量大小为10 N·sD.小球从被抛出至落回出发点动量的变化量大小为10 N·s4.研究自由落体运动时,描绘出的图像如图所示,则()A.纵轴为加速度()a、横轴为运动的时间()tB.纵轴为速度()v、横轴为运动的时间()tC.纵轴为下落的物体的动量变化率(Δ/Δ)p t、横轴为下落的高度()h D.纵轴为速度()v、横轴为下落的高度()h5.某次跳水比赛中运动员从110h=m高的跳台跳下,进入水中深度23h=m后速度减为零。
已知运动员的质量50m=kg,忽略空气阻力,则运动员从入水到速度减为零的过程中水给运动员的冲量最接近下面的()A.710N·s B.915N·s C.215N·s D.520N·s6.古有“守株待兔”寓言,设兔子头部受到大小等于自身体重的打击力时即可致死,并设兔子与树桩作用时间为0.1s,则被撞死的兔子其奔跑的速度约为(g=10m/s2)()A.0.5m/s B.1.0m/s C.1.5m/s D.2.0m/s 7.2022年北京冬奥会短道速滑混合团体接力决赛中,由任子威、曲春雨、范可新、武大靖、张雨婷组成的中国队以2分37秒348的成绩夺冠。
动量定理习题参考答案及解答
动量定理习题参考答案及解答1.题图1所示系统中各杆都为均质杆。
已知:杆OA 、CD 的质量各为m ,杆AB 质量为2m ,且OA =AC =CB =CD =l ,杆OA 以角速度ω 转动,求图示瞬时各杆动量的大小并在图中标明其动量的方向。
答案:ωωωml p ml p ml p CD AB OA 22 ,22 ,2===,方向如图。
注意:图中所示仅是动量的方向,并不表示合动量的作用线。
2.一颗质量为m =30g 的子弹,以v 0=500m/s 的速度射入质量m A =4.5kg 的物块A 中。
物块A 与小车BC 之间的动摩擦系数f D =0.5。
已知小车的质量m BC =3.5kg ,可以在光滑的水平地面上自由运动。
试求:(1)车与物块的末速度v ;(2)物块A 在车上距离B 端的最终位置。
提示:整体而言,根据水平方向动量守恒可先求得车与物块的末速度v ;子弹射入物块瞬时物块与子弹的速度v 1;然后计算物块与小车之间的动滑动摩擦力F D ;进而求得小车和物块的加速度,再分别求得小车和物块的位移;最后求得相对位移和物块A 在车上距离B 端的最终位置。
答案:)(113)2(),/(868.1)1(mm s m v =3.如题图3所示,均质杆AB ,长l ,直立在光滑水平面上。
求它从铅直位置无初速地倒下时,端点A 相对图示坐标系的轨迹。
提示:水平方向质心守恒。
答案: 2224l y x =+4.质量为m 1的棱柱体A ,其顶部铰接一质量为m 2、边长为a 和b 的棱柱体B ,初始静止,如图所示。
忽略棱柱A 与水平面的摩擦,若作用在B 上的力偶使其绕O 轴转动90o (由图示的实线位置转至虚线位置),试求棱柱体A 移动的距离。
设A 与B 的各边平行。
提示:水平方向质心守恒。
答案:棱柱体A 移动的距离 )(2)(212m m b a m x ++= (向左) 5.如图所示水平面上放一均质三棱柱A ,在其斜面上又放一均质三棱柱B 。
动量冲量动量定理课时练习4套题(含答案)
动量同步练习(一)动量、冲量、动量的变化量班级姓名1.以初速度v0竖直上抛一质量为m的小球,不计空气阻力,则小球上升到最高点一半时间内的动量变化是______ ,小球上升到最高点一半高度内的动量变化是______ .(选竖直向下为正方向) 2.重为10N的物体在倾角为37°的斜面上下滑,通过A点后再经2s到斜面底端,若物体与斜面间的动摩擦因数为0.2,则从A点到斜面底端的过程中,重力的冲量大小______N·s,方向______ ;弹力的冲量大小______N·S,方向______ ;摩擦力的冲量大小______N·s。
方向______ ;合外力的冲量大小______N·s,方向______ 。
3.如图所示,重为100N的物体,在与水平方向成60°角的拉力F=10N作用下,以2m/s的速度匀速运动,在10s内,拉力F的冲量大小等于______N·S,摩擦力的冲量大小等于______N·s。
4.将质量为0.5kg的小球以20m/s的初速度做竖直上抛运动,若不计空气阻力,则小球从抛出点至最高点的过程中,动量的增量大小为,方向为;从抛出至小球落回出发点的过程中,小球受到的冲量大小为,方向。
(取g=10m/s2)5.甲、乙两个物体,它们的质量之比为2∶1。
当它们的动量相同时,它们的动能之比E k甲∶E k乙= 。
当它们的动能相同时,动量之比P甲:P乙= 。
6.质量为20g的小球,以20m/s水平速度与竖直墙碰撞后,仍以20m/s的水平速度反弹。
在这过程中,小球动量变化的大小为______。
7.关于物体的动量,下列说法正确的是()A 动量的方向一定是物体速度的方向B 物体的动量越大,它的惯性也越大C 动量大的物体,它的速度一定大D 物体的动量越大,它所受的合外力越大8.关于同一物体的动能和动量,下列说法中正确的是()A 动能不变,动量一定不变B 动能变了,动量一定变C 动量不变,动能可能变D 动量变了,动能一定变9.质量m=3kg的小球,以速率v=2m/s绕圆心O做匀速圆周运动,小球转过四分之一圆周过程中动量的变化量大小为,转过半个圆周的过程中动量的变化量大小为______。
物理动量定理题20套(带答案)及解析
物理动量定理题20套(带答案)及解析一、高考物理精讲专题动量定理1. 2022年将在我国举办第二十四届冬奥会, 跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一. 某滑道示意图如下, 长直助滑道AB 与弯曲滑道BC 平滑衔接, 滑道BC 高h=10 m, C 是半径R=20 m 圆弧的最低点, 质量m=60 kg 的运动员从A 处由静止开始匀加速下滑, 加速度a=4.5 m/s2, 到达B 点时速度vB=30 m/s. 取重力加速度g=10 m/s2.(1)求长直助滑道AB 的长度L ;(2)求运动员在AB 段所受合外力的冲量的I 大小;(3)若不计BC 段的阻力, 画出运动员经过C 点时的受力图, 并求其所受支持力FN 的大小.【答案】(1)100m (2)1800N s ⋅(3)3 900 N【解析】(1)已知AB 段的初末速度, 则利用运动学公式可以求解斜面的长度, 即2202v v aL -=可解得:2201002v v L m a-== (2)根据动量定理可知合外力的冲量等于动量的该变量所以01800B I mv N s =-=⋅(3)小球在最低点的受力如图所示由牛顿第二定律可得:从B 运动到C 由动能定理可知:221122C B mgh mv mv =- 解得;3900N N =故本题答案是: (1) (2) (3)点睛:本题考查了动能定理和圆周运动, 会利用动能定理求解最低点的速度, 并利用牛顿第二定律求解最低点受到的支持力大小.2. 图甲为光滑金属导轨制成的斜面, 导轨的间距为 , 左侧斜面的倾角 , 右侧斜面的中间用阻值为 的电阻连接。
在左侧斜面区域存在垂直斜面向下的匀强磁场, 磁感应强度大小为 , 右侧斜面轨道及其右侧区域中存在竖直向上的匀强磁场, 磁感应强度为 。
在斜面的顶端e 、f 两点分别用等长的轻质柔软细导线连接导体棒ab, 另一导体棒cd 置于左侧斜面轨道上, 与导轨垂直且接触良好, ab 棒和cd 棒的质量均为 , ab 棒的电阻为 , cd 棒的电阻为 。
高考物理《动量守恒定律》真题练习含答案
高考物理《动量守恒定律》真题练习含答案1.[2024·全国甲卷](多选)蹦床运动中,体重为60 kg的运动员在t=0时刚好落到蹦床上,对蹦床作用力大小F与时间t的关系如图所示.假设运动过程中运动员身体始终保持竖直,在其不与蹦床接触时蹦床水平.忽略空气阻力,重力加速度大小取10 m/s2.下列说法正确的是()A.t=0.15 s时,运动员的重力势能最大B.t=0.30 s时,运动员的速度大小为10 m/sC.t=1.00 s时,运动员恰好运动到最大高度处D.运动员每次与蹦床接触到离开过程中对蹦床的平均作用力大小为4 600 N答案:BD解析:根据牛顿第三定律结合题图可知,t=0.15 s时,蹦床对运动员的弹力最大,蹦床的形变量最大,此时运动员处于最低点,运动员的重力势能最小,故A错误;根据题图可知运动员从t=0.30 s离开蹦床到t=2.3 s再次落到蹦床上经历的时间为2 s,根据竖直上抛运动的对称性可知,运动员上升时间为1 s,则在t=1.3 s时,运动员恰好运动到最大高度处,t=0.30 s时运动员的速度大小v=10×1 m/s=10 m/s,故B正确,C错误;同理可知运动员落到蹦床时的速度大小为10 m/s,以竖直向上为正方向,根据动量定理F·Δt-mg·Δt=mv-(-mv),其中Δt=0.3 s,代入数据可得F=4 600 N,根据牛顿第三定律可知运动员每次与蹦床接触到离开过程中对蹦床的平均作用力大小为4 600 N,故D正确.故选BD.2.[2022·山东卷]我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征十一号系列运载火箭.如图所示,发射仓内的高压气体先将火箭竖直向上推出,火箭速度接近零时再点火飞向太空.从火箭开始运动到点火的过程中()A.火箭的加速度为零时,动能最大B.高压气体释放的能量全部转化为火箭的动能C.高压气体对火箭推力的冲量等于火箭动量的增加量D.高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量答案:A解析:从火箭开始运动到点火的过程中,火箭先加速运动后减速运动,当加速度为零时,动能最大,A项正确;高压气体释放的能量转化为火箭的动能和重力势能及火箭与空气间因摩擦产生的热量,B项错误;根据动量定理可得高压气体对火箭的推力F、火箭自身的重力mg和空气阻力f的冲量矢量和等于火箭动量的变化量,C项错误;根据动能定理可得高压气体对火箭的推力F、火箭自身的重力mg和空气阻力f对火箭做的功之和等于火箭动能的变化量,D项错误.3.[2022·湖南卷]1932年,查德威克用未知射线轰击氢核,发现这种射线是由质量与质子大致相等的中性粒子(即中子)组成.如图,中子以速度v0分别碰撞静止的氢核和氮核,碰撞后氢核和氮核的速度分别为v1和v2.设碰撞为弹性正碰,不考虑相对论效应,下列说法正确的是()A.碰撞后氮核的动量比氢核的小B.碰撞后氮核的动能比氢核的小C.v2大于v1D.v2大于v0答案:B解析:设中子质量为m0,被碰粒子质量为m,碰后中子速度为v′0,被碰粒子速度为v,二者发生弹性正碰,由动量守恒定律和能量守恒定律有m 0v 0=m 0v ′0+m v ,12 m 0v 20 =12m 0v ′20 +12 m v 2,解得v ′0=m 0-m m 0+m v 0,v =2m 0m 0+mv 0,因为当被碰粒子分别为氢核(m 0)和氮核(14m 0)时,有v 1=v 0,v 2=215 v 0,故C 、D 项错误;碰撞后氮核的动量为p 氮=14m 0·v 2=2815m 0v 0,氢核的动量为p 氢=m 0·v 1=m 0v 0,p 氮>p 氢,故A 错误;碰撞后氮核的动能为E k 氮=12·14m 0v 22 =28225 m 0v 20 ,氢核的动能为E k 氢=12 ·m 0·v 21 =12m 0v 20 ,E k 氮<E k 氢,故B 正确. 4.[2021·全国乙卷]如图,光滑水平地面上有一小车,一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连,另一端与滑块相连,滑块与车厢的水平底板间有摩擦.用力向右推动车厢使弹簧压缩,撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动.在地面参考系(可视为惯性系)中,从撤去推力开始,小车、弹簧和滑块组成的系统( )A .动量守恒,机械能守恒B .动量守恒,机械能不守恒C .动量不守恒,机械能守恒D .动量不守恒,机械能不守恒答案:B解析:撤去推力后,小车、弹簧和滑块组成的系统所受合外力为零,满足系统动量守恒的条件,故系统动量守恒;由于撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动,存在摩擦力做功的情况,故系统机械能不守恒,所以选项B 正确.5.[2023·新课标卷](多选)使甲、乙两条形磁铁隔开一段距离,静止于水平桌面上,甲的N 极正对着乙的S 极,甲的质量大于乙的质量,两者与桌面之间的动摩擦因数相等.现同时释放甲和乙,在它们相互接近过程中的任一时刻( )A .甲的速度大小比乙的大B .甲的动量大小比乙的小C .甲的动量大小与乙的相等D .甲和乙的动量之和不为零答案:BD解析:对甲、乙两条形磁铁分别做受力分析,如图所示对于整个系统,由于μm 甲g >μm 乙g ,合力方向向左,合冲量方向向左,所以合动量方向向左,甲的动量大小比乙的小,m 甲v 甲<m 乙v 乙,又m 甲>m 乙,故v 甲<v 乙,B 、D 正确,A 、C 错误.故选BD.6.[2021·全国乙卷](多选)水平桌面上,一质量为m 的物体在水平恒力F 拉动下从静止开始运动.物体通过的路程等于s 0时,速度的大小为v 0,此时撤去F ,物体继续滑行2s 0的路程后停止运动.重力加速度大小为g .则( )A .在此过程中F 所做的功为12m v 20 B .在此过程中F 的冲量大小等于32m v 0 C .物体与桌面间的动摩擦因数等于v 20 4s 0gD .F 的大小等于物体所受滑动摩擦力大小的2倍答案:BC解析:设物体与桌面间的动摩擦因数为μ,根据功的定义,可知在此过程中,F 做的功为W F =Fs 0=12m v 20 +μmgs 0,选项A 错误;物体通过路程s 0时,速度大小为v 0,撤去F 后,由牛顿第二定律有μmg =ma 2,根据匀变速直线运动规律有v 20 =2a 2·2s 0,联立解得μ=v 20 4s 0g ,选项C 正确;水平桌面上质量为m 的物体在恒力F 作用下从静止开始做匀加速直线运动,有F -μmg =ma 1,又v 20 =2a 1s 0,可得a 1=2a 2,可得F =3μmg ,即F 的大小等于物体所受滑动摩擦力大小的3倍,选项D 错误;对F 作用下物体运动的过程,由动量定理有Ft -μmgt=m v 0,联立解得F 的冲量大小为I F =Ft =32m v 0,选项B 正确.。
(完整版)动量定理精选习题+答案
动量定理精选习题一、单选题(本大题共7小题,共28.0分)1.如图所示,质量相等的五个物块在光滑水平面上,间隔一定距离排成一条直线.具有初动能E0的物块1向其它4个静止的物块运动,依次发生碰撞,每次碰撞后不再分开.最后5个物块粘成一个整体.这个整体的动能等于()A. E0B. 45E0 C. 15E0 D. 125E02.如图所示,小车静止在光滑水平面上,AB是小车内半圆弧轨道的水平直径,现将一小球从距A点正上方h高处由静止释放,小球由A点沿切线方向经半圆轨道后从B点冲出,在空中能上升的最大高度为0.8ℎ,不计空气阻力.下列说法正确的是()A. 在相互作用过程中,小球和小车组成的系统动量守恒B. 小球离开小车后做竖直上抛运动C. 小球离开小车后做斜上抛运动D. 小球第二次冲出轨道后在空中能上升的最大高度为0.6ℎ3.如图所示,半径为R、质量为M的14光滑圆槽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.则木块从槽口滑出时的速度大小为()A. √2gRB. √2gRMM+mC. √2gRmM+mD. √2gR(M−m)M4.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零5.质量为m的物体,沿半径为R的轨道以速率v做匀速圆周运动,如图所示,取v B方向为正方向,求物体由A至B过程所受的合外力在半周期内的冲量()A. 2mvB. −2mvC. mvD. −mv6.两球A、B在光滑水平面上沿同一直线,同一方向运动,m A=1kg,m B=2kg,v A=6m/s,v B=2m/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′=5m/s,v B′=2m/sB. v A′=2m/s,v B′=4m/sC. v A′=−4m/s,v B′=7m/sD. v A′=7m/s,v B′=1.5m/s7.有一条捕鱼小船停靠在湖边码头,小船又窄又长,甲同学想用一个卷尺粗略测定它的质量,他进行了如下操作:首先将船平行码头自由停泊,然后他轻轻从船尾上船,走到船头后停下,另外一位同学用卷尺测出船后退的距离d,然后用卷尺测出船长L.已知甲同学的质量为m,则渔船的质量为( )A. m(L+d)d B. m(L−d)dC. mLdD. m(L+d)L二、多选题(本大题共3小题,共12.0分)8.如图所示,在质量为M(含支架)的小车中用轻绳悬挂一小球,小球的质量为m0,小车和小球以恒定速度v沿光滑水平地面运动,与位于正对面的质量为m的静止木块发生碰撞,碰撞的时间极短.在此碰撞过程中,下列哪个或哪些说法是可能发生的?()A. 在此过程中小车、木块、摆球的速度都发生变化,分别变为v1、v2、v3,满足(M+m0)v=Mv1+mv2+m0v3B. 在此碰撞过程中,小球的速度不变,小车和木块的速度分别为v1和v2,满足(M+m0)v=Mv1+mv2C. 在此碰撞过程中,小球的速度不变,小车和木块的速度都变成u,满足Mv=(M+m)uD. 碰撞后小球摆到最高点时速度变为为v1,木块的速度变为v2,满足(M+m0)v=(M+m0)v1+mv29.一静止的铝原子原子核 1327Al俘获一速度为1.0×107m/s的质子p后,变为处于激发状态的硅原子核 1428Si,下列说法正确的是()A. 核反应方程为p+ 1327Al→ 1428SiB. 核反应方程过程中系统动量守恒C. 核反应过程中系统能量不守恒D. 核反应前后核子数相等,所以生成物的质量等于反应物的质量之和E. 硅原子核速度的数量级105m/s,方向与质子初速度方向一致10.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=0.75m的轻杆与滑块上的光特轴O连接,开始时滑块静止、轻杆处于水平状态.现给小球一个v0=3m/s的竖直向下的初速度,取g=10m/s2则()A. 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0.3mB. 小球m从初始位置到第一次到达最低点的过程中,滑块对在水平轨道上向右移动了0.5mC. 小球m相对于初始位置可以上升的最大高度为0.27mD. 小球m从初始位置到第一次到达最大高度的过程中,滑块M在水平轨道上向右移动了0.54m三、计算题(本大题共10小题,共100.0分)11.如图所示,质量为5kg的木板B静止于光滑水平面上,物块A质量为5kg,停在B的左端.质量为1kg的小球用长为0.45m的轻绳悬挂在固定点O上,将轻绳拉直至水平位置后,由静止释放小球,小球在最低点与A发生碰撞后反弹,反弹所能达到的最大高度为0.2m,物块与小球可视为质点,不计空气阻力.已知A、B间的动摩擦因数为0.1,为使A、B达到共同速度前A不滑离木板,重力加速度g=10m/s2,求:(1)碰撞后瞬间物块A的速度大小为多少;(2)木板B至少多长;(3)从小球释放到A、B达到共同速度的过程中,小球及A、B组成的系统损失的机械能.12.如图所示,宽为L=0.1m的MN、PQ两平行光滑水平导轨分别与半径r=0.5m的相同竖直半圆导轨在N、Q端平滑连接,M、P端连接定值电阻R,质量M=2kg的cd绝缘杆垂直静止在水平导轨上,在其右侧至N、Q端的区域内充满竖直向上的匀强磁场,B=1T.现有质量m=1kg的ab金属杆,电阻为R o,R o=R=1Ω,它以初速度v0=12m/s水平向右与cd绝缘杆发生正碰后,进入磁场并最终未滑出,cd 绝缘杆则恰好能通过半圆导轨最高点,不计其它电阻和摩擦,ab金属杆始终与导轨垂直且接触良好,取g=10m/s2,求:(1)碰后瞬间cd绝缘杆的速度大小v2与ab金属杆速度大小v1;(2)碰后ab金属杆进入磁场瞬间受到的安培力大小F ab;(3)ab金属杆进入磁场运动全过程中,电路产生的焦耳热Q.13.如图所示,在光滑的水平面上有一带半圆形光滑弧面的小车,质量为M,圆弧半径为R,从距车上表面高为H处静止释放一质量为m的小球,它刚好沿圆弧切线从A点落入小车,求(1)小球到达车底B点时小车的速度和此过程中小车的位移;(2)小球到达小车右边缘C点处,小球的速度.14.如图所示,质量为3m的木块静止放置在光滑水平面上,质量为m的子弹(可视为质点)以初速度v0水平v0,试求:向右射入木块,穿出木块时速度变为25①子弹穿出木块后,木块的速度大小;②子弹穿透木块的过程中产生的热量.15.在光滑水平面上静止有质量均为m的木板AB和滑块CD,木板AB上表面粗糙,滑块CD上表面是光圆弧,他们紧靠在一起,如图所示.一个可视为质点的物块P,质量也为m,它从木板AB的右端滑的14以初速度v0滑上木板,过B点时速度为v0,然后又滑上滑块CD,最终恰好能滑到滑块CD圆弧的最高2点C处.若物体P与木板AB间的动摩擦因数为μ,求:(1)物块滑到B处时木板AB的速度v1的大小;(2)木板AB的长度L;(3)滑块CD最终速度v2的大小.16.质量为M的平板车P高h,质量为m的小物块Q的大小不计,位于平板车的左端,系统原来静止在光滑水平面地面上.一不可伸长的轻质细绳长为R,一端悬于Q正上方高为R处,另一端系一质量也为m 的小球(大小不计).今将小球拉至悬线与竖直位置成60∘角,由静止释放,小球到达最低点时与Q的碰撞时间极短,且无能量损失,已知Q离开平板车时速度大小是平板车速度的两倍,Q与P之间的动摩擦因数为μ,M:m=4:1,重力加速度为g.求:(1)小物块到达最低点与Q碰撞之前瞬间的速度是多大?(2)小物块Q离开平板车时平板车的速度为多大?(3)平板车P的长度为多少?(4)小物块Q落地时距小球的水平距离为多少?17.如图所示,水平地面上竖直固定一个光滑的、半径R=0.45m的1圆弧轨道,A、B分别是圆弧的端点,4圆弧B点右侧是光滑的水平地面,地面上放着一块足够长的木板,木板的上表面与圆弧轨道的最低点B 等高,可视为质点的小滑块P1和P2的质量均为m=0.20kg,木板的质量M=4m,P1和P2与木板上表面的动摩擦因数分别为μ1=0.20和μ2=0.50,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力;开始时木板的左端紧靠着B,P2静止在木板的左端,P1以v0=4.0m/s的初速度从A点沿圆弧轨道自由滑下,与P2发生弹性碰撞后,P1处在木板的左端,取g=10m/s2.求:(1)P1通过圆弧轨道的最低点B时对轨道的压力;(2)P2在木板上滑动时,木板的加速度为多大?(3)已知木板长L=2m,请通过计算说明P2会从木板上掉下吗?如能掉下,求时间?如不能,求共速?18.如图所示,质量为M的平板车P高h,质量为m的小物块Q的大小不计,位于平板车的左端,系统原来静止在光滑水平面地面上.一不可伸长的轻质细绳长为R,一端悬于Q正上方高为R处,另一端系一质量也为m的小球(大小不计).今将小球拉至悬线与竖直位置成60∘角,由静止释放,小球到达最低点时与Q的碰撞时间极短,且无能量损失,已知Q离开平板车时速度大小是平板车速度的两倍,Q与P之间的动摩擦因数为μ,M:m=4:1,重力加速度为g.求:(1)小物块Q离开平板车时速度为多大?(2)平板车P的长度为多少?(3)小物块Q落地时距小球的水平距离为多少?19.如甲图所示,光滑导体轨道PMN和是两个完全一样轨道,是由半径为r的四分之一圆弧轨道和水平轨道组成,圆弧轨道与水平轨道在M和点相切,两轨道并列平行放置,MN和位于同一水平面上,两轨道之间的距离为L,之间有一个阻值为R的电阻,开关K是一个感应开关(开始时开关是断开的),是一个矩形区域内有竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场,水平轨道MN离水平地面的高度为h,其截面图如乙所示。
物理动量定理题20套(带答案)及解析
物理动量定理题20套(带答案)及解析一、高考物理精讲专题动量定理1.如图甲所示,物块A、B的质量分别是m A=4.0kg和m B=3.0kg。
用轻弹簧拴接,放在光滑的水平地面上,物块B右侧与竖直墙壁相接触。
另有一物块C从t=0时以一定速度向右运动,在t=4s时与物块A相碰,并立即与A粘在一起不再分开,C的v-t图象如图乙所示。
求:(1)C的质量m C;(2)t=8s时弹簧具有的弹性势能E p1,4~12s内墙壁对物块B的冲量大小I;(3)B离开墙后的运动过程中弹簧具有的最大弹性势能E p2。
【答案】(1)2kg ;(2)27J,36N·S;(3)9J【解析】【详解】(1)由题图乙知,C与A碰前速度为v1=9m/s,碰后速度大小为v2=3m/s,C与A碰撞过程动量守恒m C v1=(m A+m C)v2解得C的质量m C=2kg。
(2)t=8s时弹簧具有的弹性势能E p1=12(m A+m C)v22=27J取水平向左为正方向,根据动量定理,4~12s内墙壁对物块B的冲量大小I=(m A+m C)v3-(m A+m C)(-v2)=36N·S(3)由题图可知,12s时B离开墙壁,此时A、C的速度大小v3=3m/s,之后A、B、C及弹簧组成的系统动量和机械能守恒,且当A、C与B的速度相等时,弹簧弹性势能最大(m A+m C)v3=(m A+m B+m C)v41 2(m A+m C)23v=12(m A+m B+m C)24v+E p2解得B离开墙后的运动过程中弹簧具有的最大弹性势能E p2=9J。
2.质量0.2kg的球,从5.0m高处自由下落到水平钢板上又被竖直弹起,弹起后能达的最大高度为4.05m.如果球从开始下落到弹起达最大高度所用时间为1.95s,不考虑空气阻力,g取10m/s2.求小球对钢板的作用力.【答案】78N【解析】【详解】自由落体过程v12=2gh1,得v1=10m/s;v1=gt1得t1=1s小球弹起后达到最大高度过程0− v22=−2gh2,得v2=9m/s0-v2=-gt2得t2=0.9s小球与钢板作用过程设向上为正方向,由动量定理:Ft′-mg t′=mv2-(-mv1)其中t′=t-t1-t2=0.05s得F=78N由牛顿第三定律得F′=-F,所以小球对钢板的作用力大小为78N,方向竖直向下;3.如图所示,质量的小车A静止在光滑水平地面上,其上表面光滑,左端有一固定挡板。
高三物理动量定理试题答案及解析
高三物理动量定理试题答案及解析1.如图所示,甲、乙两名宇航员正在离空间站一定距离的地方执行太空维修任务。
某时刻乙以大小为v0=2m/s的速度远离空间站向乙“飘”去,甲、乙和空间站在同一直线上且可当成质点。
甲和他的装备总质量共为M1=90kg,乙和他的装备总质量共为M2=135kg,为了避免直接相撞,乙从自己的装备中取出一质量为m=45kg的物体A推向甲,甲迅速接住后即不再松开,此后甲乙两宇航员在空间站外做相对距离不变通向运动,一线以后安全“飘”入太空舱。
(设甲乙距离太空站足够远,本题中的速度均指相对空间站的速度)①求乙要以多大的速度(相对空间站)将物体A推出②设甲与物体A作用时间为,求甲与A的相互作用力F的大小【答案】①②【解析】①甲、乙两宇航员在空间站外做相对距离不变的同向运动,说明甲乙的速度相等,以甲、乙、A三者组成的系统为研究对象,系统动量守恒,以乙的速度方向为正方向,由动量守恒定律得:,以乙和A组成的系统为研究对象,以乙的速度方向为正方向,由动量守恒定律得:,解得:;②以甲为研究对象,以乙的初速度方向为正方向,由动量定理得:,解得:;【考点】考查了动量守恒定律,动量定理2.如图所示,在光滑的水平面上宽度为L的区域内,有一竖直向下的匀强磁场.现有一个边长为向右滑动,穿过磁场后速度减为v,a (a<L)的正方形闭合线圈以垂直于磁场边界的初速度v那么当线圈完全处于磁场中时,其速度大小()A.大于B.等于C.小于D.以上均有可能【答案】B【解析】对线框进入或穿出磁场的过程,由动量定理可知,即,解得线框的速度变化量为;同时由可知,进入和穿出磁场过程中,因磁通量的变化量相等,故电荷量相等,由上可以看出,进入和穿出磁场过程中的速度变化量是相等的,即,解得,所以只有选项B正确;【考点】法拉第电磁感应定律3.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 质量是小球的5倍,置于粗糙的水平面上且位于O点正下方,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小球与物块均视为质点,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.【答案】【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v1,取小球运动到最低点重力势能为零,根据机械能守恒定律,有得v设碰撞后小球反弹的速度大小为v1′,同理有②得设碰后物块的速度大小为v2,取水平向右为正方向,根据动量守恒定律,有mv1=-mv1′+5mv2③得④物块在水平面上滑行所受摩擦力的大小F=5μmg⑤设物块在水平面上滑行的时间为t,根据动量定理,有-Ft=0-5mv2⑥得【考点】动量定理、动量守恒定律及其应用4.(20分)下图是放置在竖直平面内游戏滑轨的模拟装置的示意图。
高中物理动量定理基础题(含答案)
高中物理动量定理基础题(含答案)一、单选题1.如图所示,质量为m 的小滑块沿倾角为θ的粗糙斜面向上滑动,经过时间1t 速度为零然后下滑,经过时间2t 回到斜面底端,滑块在运动过程中受到的摩擦力大小始终恒定。
在整个过程中,重力对滑块的总冲量为( )A .()12sin mg t t θ+B .()12sin mg t t θ-C .()12mg t t +D .()12cos mg t t θ+2.人从高处跳到地面,为了安全,一般都是让脚尖先着地,接着让整个脚底着地,并让人下蹲,这样做是为了( )A .减小人受到的冲量B .增大人受到的冲量C .延长与地面的作用时间,从而减小人受到的作用力D .延长与地面的作用时间,从而减小人动量的变化3.“守株持兔"是众所周知的寓言故事.假设兔子质量为3kg ,以10m /s 的速度奔跑,撞树后几乎不反弹、作用时间约为0.02s ,则兔子受到的平均撞击力大小为( ) A .1.5N B .15N C .150N D .1500N 4.如图,质量2kg m =的木块放在水平地面上,与地面间的动摩擦因数0.2μ=,木块在5N F =的水平恒力作用下由静止开始向右运动了10s ,210m/s =g ,在这10s 内,下列说法正确的是( )A .重力的冲量为0B .摩擦力的冲量为40N s -⋅C .物体动量的变化为20kg m/s ⋅D .合外力的冲量为50N·s5.如图,一物体静止在水平地面上,受到与水平方向成θ角的恒定拉力F 作用时间t 后,物体仍保持静止。
以下说法中正确的是( )A .物体的动量变化量为FtB .物体所受重力的冲量大小为0C .物体所受摩擦力的冲量大小为cos Ft θD .物体所受拉力F 的冲量大小是cos Ft θ二、多选题6.质量为1kg 的物块在水平力F 的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动,F 与时间t 的关系如图所示。
动量冲量动量定理课时练习4套题(含答案)
动量和动量定理同步练习(1)1、下列说法正确的是:A.物体的动量改变,则速度大小一定变化 B.物体所受合外力越大,物体动量变化越大C.物体所受合外力越大,物体动量变化率一定越大 D,物体的运动状态改变,其动量一定改变2、竖直上抛一个物体,不计空气阻力,在上升过程与下落到出发点的两过程中:A.经历的时间相等B.发生的位移相等 C.重力对物体的冲量相同 D.动量变化相同3、玻璃杯从同一高度落下掉在石头上比掉在草地上容易碎是由于玻璃杯与石头撞击过程中:A.玻璃杯的动量较大B.玻璃杯受到的冲量较大 C.玻璃杯的动量变化较快 D.玻璃杯的动量变化较大4、下列判断正确的是:A.物体动量的方向总是与它所受的合外力的方向一致 B.物体动量变化的方向总与它受到的合外力的方向一致C.静止在水平面上的物体,其重力在任一时间内的冲量为零 D.物体有加速度时其动量不可能为零5、如图所示,质量为2kg的物体A静止在光滑的水平面上,与水平方向成30º角的恒力F=3N作用于该物体,历时10s,则:A.力的冲量大小为零 B.力F对物体的冲量大小为30Ns3Ns D.物体动量的变化量为153NsC.力F对物体的冲量大小为156、质量为m的物体仅在力F作用下,经过时间t,其速度从v l增加到v2。
若质量为m/2的物体仅在力F作用下,其初速度仍为v1,F的方向与v1方向相同,则经相同时间t,该物体末动量大小为:A.m(v2-V1)/2 B. 2m(2v2-v1) C.m(2v2-v1) D.m(2v2-v1)/27、物体沿粗糙的斜面上滑,到最高点后又滑回原处,则:A、上滑时重力的冲量比下滑时小B、上滑时摩擦力冲量比下滑时大C、支持力的冲量为0D、整个过程中合外力的冲量为零8、质量为2kg的物体,速度由4m/s变为-6m/s,则此过程中,它所受到的合外力的冲量为:A.-20Ns B.20Ns C.-4Ns D.一12Ns9、物体在做下面几种运动时,物体在任何相等的时间内动量变化总是相等的是;A.做匀变速直线运动 B.做竖直上抛运动 C.做平抛运动 D.做匀速圆周运动10、粗糙水平面上物体在水平拉力F作用下从静止起加速运动,经过时间t撤去F,在阻力f作用下又经3t停下,则F:f 为 ( )A.3:1 B.4:1 C.1:4 D.1:311、一只50g的网球以25m/s的速度水平飞来,又以30m/s的速度被网球拍水平击回去,则网球受到的冲量大小为___,如果作用在球上的平均打击力为30N,则球与拍接触的时间为____。
动量守恒定律经典习题(带答案)
动量守恒定律习题(带答案)(基础、典型)例1、质量为1kg的物体从距地面5m高处自由下落,正落在以5m/s的速度沿水平方向匀速前进的小车上,车上装有砂子,车与砂的总质量为4kg,地面光滑,则车后来的速度为多少?例2、质量为1kg的滑块以4m/s的水平速度滑上静止在光滑水平面上的质量为3kg的小车,最后以共同速度运动,滑块与车的摩擦系数为0.2,则此过程经历的时间为多少?例3、一颗手榴弹在5m高处以v0=10m/s的速度水平飞行时,炸裂成质量比为3:2的两小块,质量大的以100m/s的速度反向飞行,求两块落地点的距离。
(g取10m/s2)例4、如图所示,质量为0.4kg的木块以2m/s的速度水平地滑上静止的平板小车,车的质量为1.6kg,木块与小车之间的摩擦系数为0.2(g取10m/s2)。
设小车足够长,求:(1)木块和小车相对静止时小车的速度。
(2)从木块滑上小车到它们处于相对静止所经历的时间。
(3)从木块滑上小车到它们处于相对静止木块在小车上滑行的距离。
例5、甲、乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏,甲和他所乘的冰车的质量共为30kg,乙和他所乘的冰车的质量也为30kg。
游戏时,甲推着一个质量为15kg的箱子和甲一起以2m/s的速度滑行,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向乙,箱子滑到乙处,乙迅速将它抓住。
若不计冰面的摩擦,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?答案:1.分析:以物体和车做为研究对象,受力情况如图所示。
在物体落入车的过程中,物体与车接触瞬间竖直方向具有较大的动量,落入车后,竖直方向上的动量减为0,由动量定理可知,车给重物的作用力远大于物体的重力。
因此地面给车的支持力远大于车与重物的重力之和。
系统所受合外力不为零,系统总动量不守恒。
但在水平方向系统不受外力作用,所以系统水平方向动量守恒。
以车的运动方向为正方向,由动量守恒定律可得:车 重物 初:v 0=5m/s 0末:v v ⇒Mv 0=(M+m)v⇒s m v m N M v /454140=⨯+=+=即为所求。
高考物理动量守恒定律题20套(带答案)
高考物理动量守恒定律题20套(带答案)一、高考物理精讲专题动量守恒定律1.如图所示,在光滑的水平面上有一长为L 的木板B ,上表面粗糙,在其左端有一光滑的四分之一圆弧槽C ,与长木板接触但不相连,圆弧槽的下端与木板上表面相平,B 、C 静止在水平面上.现有滑块A 以初速度0v 从右端滑上B ,一段时间后,以02v 滑离B ,并恰好能到达C 的最高点.A 、B 、C 的质量均为m .求: (1)A 刚滑离木板B 时,木板B 的速度; (2)A 与B 的上表面间的动摩擦因数μ; (3)圆弧槽C 的半径R ;(4)从开始滑上B 到最后滑离C 的过程中A 损失的机械能.【答案】(1) v B =04v ;(2)20516v gL μ=(3)2064v R g =(4)201532mv E ∆=【解析】 【详解】(1)对A 在木板B 上的滑动过程,取A 、B 、C 为一个系统,根据动量守恒定律有:mv 0=m2v +2mv B 解得v B =4v (2)对A 在木板B 上的滑动过程,A 、B 、C 系统减少的动能全部转化为系统产生的热量222000111()2()22224v v mgL mv m m μ⨯=--解得20516v gLμ=(3)对A 滑上C 直到最高点的作用过程,A 、C 系统水平方向上动量守恒,则有:2mv +mv B =2mv A 、C 系统机械能守恒:22200111()()222242v v mgR m m mv +-⨯=解得264v R g= (4)对A 滑上C 直到离开C 的作用过程,A 、C 系统水平方向上动量守恒0024A C mv mv mv mv +=+ A 、C 系统初、末状态机械能守恒,2222001111()()222422A C m m m m +=+v v v v 解得v A =4v . 所以从开始滑上B 到最后滑离C 的过程中A 损失的机械能为:2220015112232A mv E mv mv ∆=-=【点睛】该题是一个板块的问题,关键是要理清A 、B 、C 运动的物理过程,灵活选择物理规律,能够熟练运用动量守恒定律和能量守恒定律列出等式求解.2.如图甲所示,物块A 、B 的质量分别是 m A =4.0kg 和m B =3.0kg .用轻弹簧拴接,放在光滑的水平地面上,物块B 右侧与竖直墙相接触.另有一物块C 从t =0时以一定速度向右运动,在t =4s 时与物块A 相碰,并立即与A 粘在一起不再分开,物块C 的v -t 图象如图乙所示.求:①物块C 的质量?②B 离开墙后的运动过程中弹簧具有的最大弹性势能E P ? 【答案】(1)2kg (2)9J 【解析】试题分析:①由图知,C 与A 碰前速度为v 1=9 m/s ,碰后速度为v 2=3 m/s ,C 与A 碰撞过程动量守恒.m c v 1=(m A +m C )v 2 即m c =2 kg②12 s 时B 离开墙壁,之后A 、B 、C 及弹簧组成的系统动量和机械能守恒,且当A 、C 与B 的速度相等时,弹簧弹性势能最大 (m A +m C )v 3=(m A +m B +m C )v 4得E p =9 J考点:考查了动量守恒定律,机械能守恒定律的应用【名师点睛】分析清楚物体的运动过程、正确选择研究对象是正确解题的关键,应用动量守恒定律、能量守恒定律、动量定理即可正确解题.3.人站在小车上和小车一起以速度v 0沿光滑水平面向右运动.地面上的人将一小球以速度v 沿水平方向向左抛给车上的人,人接住后再将小球以同样大小的速度v 水平向右抛出,接和抛的过程中车上的人和车始终保持相对静止.重复上述过程,当车上的人将小球向右抛出n 次后,人和车速度刚好变为0.已知人和车的总质量为M ,求小球的质量m . 【答案】02Mv m nv= 【解析】试题分析:以人和小车、小球组成的系统为研究对象,车上的人第一次将小球抛出,规定向右为正方向,由动量守恒定律:Mv 0-mv=Mv 1+mv 得:102mvv v M=-车上的人第二次将小球抛出,由动量守恒: Mv 1-mv=Mv 2+mv 得:2022mvv v M=-⋅同理,车上的人第n 次将小球抛出后,有02n mvv v n M=-⋅ 由题意v n =0, 得:02Mv m nv=考点:动量守恒定律4.如图所示,一条带有圆轨道的长轨道水平固定,圆轨道竖直,底端分别与两侧的直轨道相切,半径R =0.5m ,物块A 以v 0=6m/s 的速度滑入圆轨道,滑过最高点Q ,再沿圆轨道滑出后,与直轨道上P 处静止的物块B 碰撞,碰后粘在一起运动,P 点左侧轨道光滑,右侧轨道呈粗糙段、光滑段交替排列,每段长度都为L =0.1m ,物块与各粗糙段间的动摩擦因数都为μ=0.1,A 、B 的质量均为m =1kg(重力加速度g 取10m/s 2;A 、B 视为质点,碰撞时间极短).(1)求A 滑过Q 点时的速度大小v 和受到的弹力大小F ; (2)若碰后AB 最终停止在第k 个粗糙段上,求k 的数值; (3)求碰后AB 滑至第n 个(n <k )光滑段上的速度v n 与n 的关系式. 【答案】(1)5m/s v =, F =22 N (2) k =45 (3)90.2m/s ()n v n n k =-<【解析】⑴物块A 从开始运动到运动至Q 点的过程中,受重力和轨道的弹力作用,但弹力始终不做功,只有重力做功,根据动能定理有:-2mgR =-解得:v ==4m/s在Q 点,不妨假设轨道对物块A 的弹力F 方向竖直向下,根据向心力公式有:mg +F =解得:F =-mg =22N ,为正值,说明方向与假设方向相同。
【物理】物理动量定理练习题20篇
【物理】物理动量定理练习题2 0 篇一、高考物理精讲专题动量定理1. 质量为m 的小球,从沙坑上方自由下落,经过时间t₁到达沙坑表面,又经过时间t₂停在沙坑里.求:(1)沙对小球的平均阻力F;(2)小球在沙坑里下落过程所受的总冲量1.【答案】(1) (2)mgt₁【解析】试题分析:设刚开始下落的位置为A, 刚好接触沙的位置为B, 在沙中到达的最低点为C.(1)在下落的全过程对小球用动量定理:重力作用时间为ti+tz, 而阻力作用时间仅为t2,以竖直向下为正方向,有:mg(ti+t2)-Ft₂=0,解得:(2)仍然在下落的全过程对小球用动量定理:在t₁时间内只有重力的冲量,在t₂时间内只有总冲量(已包括重力冲量在内),以竖直向下为正方向,有:mgt₁-I=0,∴I=mgt₁方向竖直向上考点:冲量定理点评:本题考查了利用冲量定理计算物体所受力的方法.2. 如图所示,光滑水平面上有一轻质弹簧,弹簧左端固定在墙壁上,滑块A 以vo=12m/s 的水平速度撞上静止的滑块B 并粘在一起向左运动,与弹簧作用后原速率弹回,已知A、B 的质量分别为m₁=0.5 kg、m₂=1.5kg。
求:①A 与B 撞击结束时的速度大小v;②在整个过程中,弹簧对A 、B 系统的冲量大小1。
【答案】①3m/s; ②12N·s【解析】【详解】①A 、B 碰撞过程系统动量守恒,以向左为正方向由动量守恒定律得m₁Vo=(m₁+m₂)v 代入数据解得v=3m/s②以向左为正方向, A 、B 与弹簧作用过程由动量定理得l=(m₁+m₂) (-v)-(m₁+m₂)v代入数据解得l=-12N ·s负号表示冲量方向向右。
3. 汽车碰撞试验是综合评价汽车安全性能的有效方法之一.设汽车在碰撞过程中受到的平均撞击力达到某个临界值B 时,安全气囊爆开.某次试验中,质量m=1600 kg 的试验车以速度v₁= 36 km/h 正面撞击固定试验台,经时间t₁= 0.10 s 碰撞结束,车速减为零,此次碰撞安全气囊恰好爆开.忽略撞击过程中地面阻力的影响.(1)求此过程中试验车受到试验台的冲量I 的大小及F 的大小;(2)若试验车以速度v 撞击正前方另一质量m=1600 kg、速度v₂=18 km/h 同向行驶的汽车,经时间t₂=0. 16s 两车以相同的速度一起滑行.试通过计算分析这种情况下试验车的安全气囊是否会爆开.【答案】(1)1。
12动量定理练习(word版含答案)
人教版(2019)选择性必修一 1.2 动量定理一、单选题1.将质量为0.5 kg 的小球以20 m/s 的初速度竖直向上抛出,不计空气阻力,g 取10 m/s 2,以下判断正确的是( )A .小球从被抛出至到达最高点受到的冲量大小为10 N·sB .小球从被抛出至落回出发点动量的变化量大小为零C .小球从被抛出至落回出发点受到的冲量大小为10 N·sD .小球从被抛出至落回出发点动量的变化量大小为10 N·s2.如图所示的摩天轮是人们喜爱的游乐设施,可以从高处欣赏城市及自然风光。
一质量为80kg 的人乘坐该摩天轮,若该摩天轮的直径约为125m ,运行一周约需30min ,以下说法正确的是( )A .摩天轮的线速度大小约为0.40m/sB .摩天轮的向心加速度大小约为427.610m/s -⨯ C .随轿厢转一周过程中,人的机械能守恒 D .随轿厢转一周,人的重力的冲量为零 3.一质量为2kg 的物块在合外力F 的作用下从静止开始沿直线运动。
F 随时间t 变化的图线如图所示,则( )A .t =2s 时物块的速率为1m/sB .t =2s 时物块的速率为4m/sC .t =3s 时物块的速率为1.5m/sD .t =3s 时物块的速率为1m/s4.质量为2kg 的弹性小球以5m /s 的速度垂直砸向地面,然后以同样大小的速度反弹回来,与地面接触时间Δ0.1s =t ,关于小球与地面的碰撞过程中,下列说法正确的是( )A .小球动量的变化量为0B .小球的加速度为0C .小球所受合外力的冲量大小为20N s ⋅D .地面对小球的冲量大小为20N s ⋅5.汽车安全性能是汽车品质的重要指标。
当汽车以50km/h 左右的速度撞向刚性壁障时,撞击使汽车的速度瞬间变到0,壁障对汽车产生了极大的冲击力。
“轰”的一声巨响之后,载着模拟司乘人员的崭新轿车眨眼间被撞得短了一大截,安全气囊打开,将司乘人员分隔在驾驶前台和座椅之间。
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二 动量定理 姓名
一、选择题(每小题中至少有一个选项是正确的)
1、关于冲量和动量,下面说法错误的是( )
A .冲量是反映力和作用时间积累效果的物理量
B .动量是描述运动状态的物理量
C .冲量是物体动量变化的原因
D .冲量的方向与动量的方向一致
2、物体在恒力作用下运动,下列说法正确的是( )
A .动量的方向与受力的方向相同
B .动量的方向与冲量的方向相同
C .动量的增量方向与受力的方向相同
D .动量变化率的方向与速度方向相同
3、从同一高度落下的玻璃杯掉在水泥地面上易碎,而掉在软垫上不易碎,这是因为落到水泥地上时( )
A .受到的冲量大
B .动量变化快
C .动量变化量大
D .受到地面的作用力大
4、如图所示,物体受到大小为10牛,与地面成60°夹角的拉
力F 的作用在光滑的地面上滑行,在F 作用的3s 时间内( )
A .F 的冲量大小为30Ns
B .F 的冲量大小为15Ns
C .物体的动量变化为30kg ·m ·
D .物体质量不知,故上述情况无法确定
5、对物体所受的合外力与其动量之间的关系,叙述正确的是:( )
A 、物体所受的合外力与物体的初动量成正比;
B 、物体所受的合外力与物体的末动量成正比;
C 、物体所受的合外力与物体动量变化量成正比;
D 、物体所受的合外力与物体动量对时间的变化率成正比.
6、动量相等的甲、乙两车,刹车后沿两条水平路面滑行,若两车质量之比m 1/m 2=1/2,路面对两车的阻力相同,则两车滑行时间之比为 ( )
A .1:1
B .1:2
C .2:1
D .1:4
7、甲、乙两个质量相同的物体,以相同的初速度分别在粗糙程度不同的水平面上运动,乙物体先停下来,甲物体又经较长时间停下来,下面叙述中正确的是( ).
A 、甲物体受到的冲量大于乙物体受到的冲量
B 、两个物体受到的冲量大小相等
C 、乙物体受到的冲量大于甲物体受到的冲量
D 、无法判断
8、跳高运动员在跳高时总是跳到沙坑里或跳到海
绵上,这样做是为了( )
A 、减小运动员的动量变化
B 、减小运动员所受的冲量
C 、延长着地过程的作用时间
D 、减小着地时运动员所受的平均冲力 *9.在行车过程中,如果车距不够,刹车不及时,汽车将发生碰撞,车里的人可能受到伤害,为了尽可能地减轻碰撞所引起的伤害,人们设计了安全带。
假定乘客质量为70 kg ,汽车车速为108 km/h (即30 m/s ),从踩下刹车到车完全停止需要的时间为5 s ,安全带对乘客的作用力大小约为 ( )
A.400N B.600N C.800N D.1000N
*10、质量为0.1kg的小球,以10m/s的速度水平撞击在竖直放置的厚钢板上,而后以7m/s的速度被反向弹回,设撞击的时间为0.01s,并取撞击前钢球速度的方向为正方向,则钢球受到的平均作用力为()
A.30N B.-30N C.170N D.-170N
二、填空题
11、质量为1kg的足球以10m·的速度与球门相撞,碰撞时间是0.1s,碰后以
8m·的速度沿相应的方向弹回,以足球入射方向为正方向,球门对足球的平均作用力是_____。
12、以10m·的初速度在月球上竖直上抛一个质量为0.5kg的石块,它落在月球
表面上的速率也是10m·,在这段时间内,石块速度的变化量为_____,其方向是_____,它的动量的增量等于_____,其方向是_____,石块受到的月球引力的冲量是_____,方向是_____。
13、 A、B两物体在光滑水平面上相向滑行,A物体速度大小为8 m/s,B物体速度
大小为4 m/s,两物体相碰后均静止,则两物体所受冲量大小之比为_______,两物体质量之比为_______.
*14、质量为50kg的特技演员从5m高墙上自由落下,着地后不再弹起,假如他能承受的地面支持力最大为体重的4倍,则落地时他所受到的最大合力不应超过
_____N,为安全计,他落地时间最少不应少于_____(g取10m·)
三、论述计算题
15、试在下述简化情况下由牛顿第二定律及运动学公式导出动量定理的表达式:研
究对象为一质点,该质点只受一个水平的恒力作用,沿直线在水平面上做加速运动,要求说明推导过程中每步的根据,以及式中各符号和最后结果的各项意义.
16、如图所示,用0.5kg的铁锤钉钉子,打击时铁锤的速
度为4rn/s,打击后铁锤的速度变为零,设打击时间为
0.01s
(1)不计铁锤的重量,铁锤钉钉子的平均作用力是多大?
(2)考虑铁锤的重量,铁锤打钉子的平均作用力是多大?
(3)你分析一下,在计算铁锤钉钉子的平均作用力时在什么情况下可以不计铁锤的重量.。