选修3-5第十六章动量守恒定律章末复习

2018年高二物理（人教版）选修3-5第十六章动量守恒定律章末复习一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）1.质量相同的两方形木块A、B紧靠一起放在光滑水平面上，一子弹先后水平穿透两木块后射出，若木块对子弹的阻力恒定不变，且子弹射穿两木块的时间相同，则子弹射穿木块时A、B木块的速度之比（）A. 1：1B. 1：2C. 1：3D. 1：2.物体的动量变化量的大小为5kg•m/s，这说明（）A. 物体的动量在减小B. 物体的动量在增大C. 物体的动量大小一定变化D. 物体的动量大小可能不变3.如图所示，小明在演示惯性现象时，将一杯水放在桌边，杯下压一张纸条。

若缓慢拉动纸条，发现杯子会出现滑落；当他快速拉动纸条时，发现杯子并没有滑落。

对于这个实验，下列说法正确的是（）A. 缓慢拉动纸条时，摩擦力对杯子的冲量较小B. 快速拉动纸条时，摩擦力对杯子的冲量较大C. 为使杯子不滑落，杯子与纸条的动摩擦因数尽量大一些D. 为使杯子不滑落，杯子与桌面的动摩擦因数尽量大一些4.蹦床是一项运动员利用从蹦床反弹中表现杂技技巧的竞技运动，一质量为50kg的运动员从1.8m高出自由下落到蹦床上，若从运动员接触蹦床到运动员陷至最低点经历了0.2s，则这段时间内蹦床对运动员的冲量大小为（取g=10m/s2，不计空气阻力）（）A. 400N•sB. 300N•sC. 200N•sD. 100N•s5.下面关于物体动量和冲量的说法不正确的是( )A. 物体所受合外力冲量越大，它的动量也越大B. 物体所受合外力冲量不为零，它的动量一定要改变C. 物体动量增量的方向，就是它所受冲量的方向D. 物体所受合外力越大，它的动量变化就越快6.在水平地而的某点斜向上成60°抛出一物体，在物体速度方向刚变为水平方向时，在极短时间内炸裂成a、b两块。

已知物体离开地而的速率为2ν0，a块的速度方向与刚炸裂时物块的方向相同。

在不计空气阻力的情况下，则（）A. b的速度方向一定与炸裂时物块的方向相反B. a、b均做平抛运动，且一定同时到达地面C. a的平抛初速一定大于ν0，b的平抛初速一定小于ν0D. 炸裂过程中，a、b中受到的爆炸力的冲量一定相同7.在光滑水平地面上有两个完全相同的弹性小球a、b，质量均为m，现b球静止，a球向b球运动，发生弹性正碰。

当碰撞过程中达到最大弹性势能E p时，a球的速度等于A. B. C. D.8.如图所示，平板小车静止在光滑的水平面上，车的左端固定一个轻质弹簧，物块将弹簧压缩后用细绳系在物块和小车上，物块与弹簧并不栓接，当小车固定时，剪断细绳，物块滑到小车C点恰好静止，BC=CD，如果小车不固定，剪断细绳，则（）A. 滑到BC间停住B. 还是滑到C点停住C. 滑到CD间停住D. 会冲出D点落到车外9.在如图所示的装置中，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（）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，机械能不守恒D. 动量不守恒，机械能守恒10.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. v0二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）11.如图所示，在光滑水平面上，一个质量为m、速度大小为v的A球与质量为2m、静止的B球碰撞后，A球的速度方向与碰撞前相反。

则碰撞后B球的速度大小可能是A. 0.40 vB. 0.55 vC. 0.60 vD. 0.70 v12.如图所示，质量M=2kg的半圆形槽物体A放在光滑水平地面上，槽内表面光滑，其半径r=0.6m。

现有一个质量m=1kg的小物块B在物体A的槽右端口获得瞬时竖直向下的冲量I=2N•S，此后物体A和物块B相互作用，使物体A在地面上运动，则（）A. 在A、B间存在相互作用的过程中，物体A和物块B组成的系统机械能守恒B. 在A、B间存在相互作用的过程中，物体A和物块B组成的系统动量守恒C. 物块B从槽口右端运动到左端时，物体A向右运动的位移是0.4mD. 物块B最终可从槽口左端竖直冲出，到达的最高点距槽口的高度为0.2m13.如图所示，竖直放置的半圆形轨道与水平轨道平滑连接，不计一切摩擦．圆心O点正下方放置为2m的小球A，质量为m的小球B以初速度v0向左运动，与小球A发生弹性碰撞．碰后小球A在半圆形轨道运动时不脱离轨道，则小球B的初速度v0可能为（）A. 2B.C. 2D.14.放在光滑水平面上的甲、乙两小车中间夹了一压缩轻质弹簧，但不连接，用两手分别控制小车处于静止状态，下面说法中正确的是（）A. 两手同时放开后，两车的总动量为零B. 先放开右手，后放开左手，两车的总动量向右C. 先放开左手，后放开右手，两车的总动量向右D. 两手同时放开，两车总动量守恒；两手放开有先后，两车总动量不守恒15.质量分别为和的两个物体碰撞前后的图象如图所示，以下说法正确的是A. 碰撞前两物体动量相同B. 等于C. 碰撞后两物体一起做匀速直线运动D. 碰撞前两物体动量大小相等、方向相反三、实验题探究题（本大题共1小题，共10.0分）16.某实验小组用如图所示的实验装置验证动量守恒定律，即研究两个小球在水平轨道上碰撞前后的动量关系。

装置图中O点为小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先将入射小球m1，多次从斜轨道上的P位置由静止释放，找到其落地点的平均位置Q，测量水平射程OQ．接着将被碰小球置于水平轨道，再将人射小球m1从斜轨道上P位置由静止释放，与小球m2相碰，并重复多次，分别找到两球相碰后落地点的平均位置。

（1）要达成本实验目的，以下哪些物理量还需要测量______（填选项前的字母）。

A．两个小球的质量m1、m2B．小球m1开始释放时距水平导轨的高度hC．抛出点距地面的高度HD．两个小球相碰之后平抛的水平射程OM、ON（2）实验中，在确定小球落地点的平均位置时，通常采用的做法是______，其目的是减小实验中的______（填“系统误差”或“偶然误差）。

（3）若两球相碰前后动量守恒，其表达式为______；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为______。

（两空均用所测量的量表示）四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）17.将质量为m=1kg的小球，从距水平地面高h=5m处，以v0=10m/s的水平速度抛出，不计空气阻力，g取10m/s2．求：（1）抛出后0.4s内重力对小球的冲量；（2）平抛运动过程中小球动量的增量△p；（3）小球落地时的动量p′．18.如图所示，粗糙的水平面连接一个竖直平面内的半圆形光滑轨道，其半径为R=0.1 m，半圆形轨道的底端放置一个质量为m=0.1 kg的小球B，水平面上有一个质量为M=0.3 kg的小球A以初速度v0=4.0 m/ s开始向着木块B滑动，经过时间t=0.80 s与B发生弹性碰撞．设两小球均可以看作质点，它们的碰撞时间极短，且已知木块A与桌面间的动摩擦因数μ=0.25，求：（1）两小球碰前A的速度；（2）球碰撞后B,C的速度大小;（3）小球B运动到最高点C时对轨道的压力；19.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？答案和解析【答案】1. C2. D3. D4. A5. A6. B7. C8. B9. C10. D11. BC12. ACD13. BC14. ABD15. BD16. AD；用圆规画一个尽可能小的圆，把所有落点圈在里面，圆心即平均位置；偶然误差；m1•OQ=m1•OM+m2•ON；m1•OQ2=m1•OM2+m2•ON217. 解：（1）重力是恒力，0.4 s内重力对小球的冲量为：I=mgt=1×10×0.4 N•s=4 N•s方向竖直向下．（2）由于平抛运动的竖直分运动为自由落体运动，故有：h=gt2，落地时间为：t=s．小球飞行过程中只受重力作用，所以合外力的冲量为：I′=mgt=1×10×1 N•s=10 N•s，方向竖直向下．由动量定理得：△p=I′=10 N•s，方向竖直向下．（3）小球落地时竖直分速度为：v y=gt=10×1=10 m/s．由速度合成知，落地速度为：v=m/s，所以小球落地时的动量大小为：p′=mv=10kg•m/s．与水平方向之间的夹角：tanθ=所以：θ=45°答：（1）抛出后0.4s内重力对小球的冲量是4 N•s，方向竖直向下；（2）平抛运动过程中小球动量的增量△p是10 N•s，方向竖直向下；（3）小球落地时的动量p′是10N•s，与水平方向之间的夹角是45°．18. 解：（1）碰前对A由动量定理有：-μMgt=Mv A-Mv0解得：v A=2m/s（2）对A、B：碰撞前后动量守恒：Mv A=Mv A′+mv B碰撞前后动能保持不变：Mv A2=Mv A′2+mv B2由以上各式解得：v A′=1m/s v B=3 m/s（3）又因为B球在轨道上机械能守恒：mv B′2+2mgR=mv B2解得：v c=m/s在最高点C对小球B有：mg+F N=m解得：F N=4N由牛顿第三定律知：小球对轨道的压力的大小为4N，方向竖直向上．19. 解：（1）小球由静止摆到最低点的过程中，有mgR（1-cos60°）=解得，小物块到达最低点与Q碰撞之前瞬间的速度是：小球与物块Q相撞时，没有能量损失，动量守恒，机械能守恒，则有mv0=mv1+mv Q=+，解得，v1=0，v Q=v0=二者交换速度，即小球静止下来，Q在平板车上滑行的过程中，系统的动量守恒，则有mv Q=Mv+m•2v解得，v==小物块Q离开平板车时，速度为2v=（2）由能的转化和守恒定律，知fL=--又f=μmg解得，平板车P的长度为L=（3）小物块Q在平板车上滑行过程中，对地位移为s，则-μmgs=-解得，s=小物块Q离开平板车做平抛运动，平抛时间为t=水平距离x=2vt=故Q落地点距小球的水平距离为s+x=+．答：（1）小物块Q离开平板车时速度为；（2）平板车P的长度为为；（3）小物块Q落地时距小球的水平距离为+．【解析】1. 解：水平面光滑，子弹射穿木块过程中，子弹受到的合外力为子弹的冲击力，设子弹的作用力为f，对子弹与木块组成的系统，由动量定理得：对A、B：ft=（m+m）v A，对B：ft=mv B-mv A，解得：v A：v B=1：3，故C正确；故选：C．木块是水平方向只受到子弹的作用力，分别以两个木块组成的整体和B木块为研究对象，应用动量定理求出子弹的速度之比．本题应用动量定理求木块的速度之比，分析清楚运动过程，应用动量定理即可正确解题．2. 解：物体的动量变化量的大小为5kg•m/s，动量是矢量，动量变化的方向与初动量可能同向、可能反向、也可能不在同一条直线上，故物体的动量的大小可能增加、可能减小，也可能不变．故D正确，A、B、C错误．故选：D．动量是矢量，只要动量的方向发生变化，则动量就发生变化．解决本题的关键知道动量是矢量，有大小、有方向，而矢量变化遵循平行四边形定则．3. 解：AB、纸带对杯子的摩擦力一定，缓慢拉动纸条时，抽出的过程中时间长，则摩擦力对杯子的冲量较大；快速拉动纸条时，抽出的过程中时间短，则摩擦力对杯子的冲量较小，故AB错误；CD、为使杯子不滑落，杯子与桌面的动摩擦因数尽量大一些，这样杯子在桌面上运动的加速度大，位移短，故C错误、D正确。