高中物理-动量守恒定律测试题(4)
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高中物理-动量守恒定律测试题(4) 一、动量守恒定律 选择题
1.质量分别为3m 和m 的两个物体,用一根细绳相连,中间夹着一根被压缩的轻弹簧,在光滑的水平面上以速度v 0匀速运动.某时刻剪断细绳,质量为m 的物体离开弹簧时速度变为v= 2v 0,如图所示.则在这一过程中弹簧做的功和两物体之间转移的动能分别是
A .2083mv
2023mv B .20mv 2032mv C .2012mv 2032mv D .2023mv 2056
mv 2.如图甲所示,一轻弹簧的两端与质量分别为99m 、200m 的两物块A 、B 相连接,并静止在光滑的水平面上,一颗质量为m 的子弹C 以速度v 0射入物块A 并留在A 中,以此刻为计时起点,两物块A (含子弹C )、B 的速度随时间变化的规律如图乙所示,从图象信息可得( )
A .子弹C 射入物块A 的速度v 0为600m/s
B .在t 1、t 3时刻,弹簧具有的弹性势能相同,且弹簧处于压缩状态
C .当物块A (含子弹C )的速度为零时,物块B 的速度为3m/s
D .在t 2时刻弹簧处于自然长度
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v 0=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/s 2,则下列说法正确的是( )
A .木板A 获得的动能为2J
B .系统损失的机械能为2J
C .A 、B 间的动摩擦因数为0.1
D.木板A的最小长度为2m
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,质量分别为m和2m的A、B两个木块间用轻弹簧相连,放在光滑水平面上,A紧靠竖直墙.用水平力向左推B将弹簧压缩,推到一定位置静止时推力大小为F0,弹簧的弹性势能为E.在此位置突然撤去推力,下列说法中正确的是()
A.在A离开竖直墙前,A、B与弹簧组成的系统机械能守恒,之后不守恒
B.在A离开竖直墙前,A、B系统动量不守恒,之后守恒
C.在A离开竖直墙后,A、B速度相等时的速度是22 3
E
m
D.在A离开竖直墙后,弹簧的弹性势能最大值为
3
E
6.如图所示,A、B、C三个半径相同的小球穿在两根平行且光滑的足够长的杆上,三个球的质量分别为m A=2kg,m B=3kg,m C=1kg,初状态三个小球均静止,BC球之间连着一根轻质弹簧,弹簣处于原长状态.现给A一个向左的初速度v0=10m/s,A、B碰后A球的速度变为向右,大小为2m/s,下列说法正确的是
A.球A和B碰撞是弹性碰撞
B.球A和B碰后,球B的最小速度可为0
C.球A和B碰后,弹簧的最大弹性势能可以达到96J
D.球A和B碰后,弹簧恢复原长时球C的速度可能为12m/s
7.如图所示,光滑绝缘的水平面上M、N两点有完全相同的金属球A和B,带有不等量的同种电荷.现使A、B以大小相等的初动量相向运动,不计一切能量损失,碰后返回M、N 两点,则
A .碰撞发生在M 、N 中点之外
B .两球同时返回M 、N 两点
C .两球回到原位置时动能比原来大些
D .两球回到原位置时动能不变
8.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 9.如图甲所示,一轻弹簧的两端与质量分别为1m 、2m 的两物块A 、B 相连接,并静止在光滑水平面上。
现使B 获得水平向右、大小为6m/s 的瞬时速度,从此刻开始计时,两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示,从图像提供的信息可得( )
A .在1t 、3t 两个时刻,两物块达到共同的速度2m/s ,且弹簧都处于伸长状态
B .在3t 到4t 时刻之间,弹簧由压缩状态恢复到原长
C .两物体的质量之比为1m :2m =2:1
D .运动过程中,弹簧的最大弹性势能与B 的初始动能之比为2:3
10.从高处跳到低处时,为了安全,一般都要屈腿(如图所示),这样做是为了( )
A.减小冲量
B.减小动量的变化量
C.增大与地面的冲击时间,从而减小冲力
D.增大人对地面的压强,起到安全作用
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3 4 l
12.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
13.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
2
4() 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+ 14.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 15.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。
当小球从如图所示的位置(两球心在同一水平面上)无初速度沿内壁滚到最低点时,大球移动的距离是( )
A .2R
B .125R
C .4R
D .34
R 16.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/s
B .P A ′=6kg•m/s ,P B ′=4kg•m/s
C .P A ′=﹣6kg•m/s ,P B ′=18kg•m/s
D .P A ′=4kg•m/s ,P B ′=8kg•m/s
17.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 物块的冲量为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
18.如图(a)所示,轻弹簧的两端分别与质量为 m 1和m 2的两物块A 、B 相连接,静止在光滑的水平面上若使A 以3m/s 的速度向B 运动,A 、 B 的速度图像如图(b)所示,已知m 1=2kg ,则
A .物块m 2质量为4kg
B .13t t 、时刻弹簧处于压缩状态
C .从3t 到4t 时刻弹簧由压缩状态恢复到原长
D .弹簧的最大弹性势能为6J
19.如图,一绝缘且粗糙程度相同的竖直细杆与两个等量异种点电荷+Q 、-Q 连线的中垂线重合,细杆和+Q 、-Q 均固定,A 、O 、B 为细杆上的三点,O 为+Q 、-Q 连线的中点,AO =BO 。
现有电荷量为q 、质量为m 的小球套在杆上,从A 点以初速度v 0向B 滑动,到达B 点时速度恰好为0。
则可知
A .从A 到
B ,小球的电势能始终不变,受到的电场力先增大后减小
B .从A 到B ,小球的加速度先减小后增大
C .小球运动到O 点时的速度大小为022
v D .小球从A 到O 与从O 到B ,重力的冲量相等
20.水上飞行运动使用的是一种叫“喷射式悬浮飞行器”的装置,也称为“喷水飞行背包”,
它通过向下喷射高压水柱的方式将操控者托举在水面上空,利用脚上喷水装置产生的反冲动力,让你可以在水面之上腾空而起,另外配备有手动控制的喷嘴,用于稳定空中飞行姿态.如图所示运动员在水上做飞行运动表演.他操控喷射式悬浮飞行器将水带竖直送上来的水反转180°后向下喷出,令自己悬停在空中.已知运动员与装备的总质量为100 kg,两个圆管喷嘴的直径均为10cm,已知重力加速度大小g=10m/s2,水的密度ρ=1.0×103kg/cm3,则喷嘴处喷水的速度大约为
A.3.0 m/s B.5.4 m/s
C.8.0 m/s D.10.2 m/s
二、动量守恒定律解答题
21.如图所示,质量为m c=2m b的物块c静止在倾角均为α=30°的等腰斜面上E点,质量为m a的物块a和质量为m b的物块b通过一根不可伸长的匀质轻绳相连,细绳绕过斜面顶端的小滑轮并处于松驰状态,按住物块a使其静止在D点,让物块b从斜面顶端C由静止下滑,刚下滑到E点时释放物块a,细绳正好伸直且瞬间张紧绷断,之后b与c立即发生完全弹性碰撞,碰后a、b都经过t=1 s同时到达斜面底端.已知A、D两点和C、E两点的距离均为l1=0.9m,E、B两点的距离为l2=0.4m.斜面上除EB段外其余都是光滑的,物块
b、c与EB段间的动摩擦因数均为μ=
3
,空气阻力不计,滑轮处摩擦不计,细绳张紧时与斜面平行,取g =10 m/s2.求:
(1)物块b由C点下滑到E点所用时间.
(2)物块a能到达离A点的最大高度.
(3)a、b物块的质量之比a
b
m
m
.
22.如图所示,足够长的传送带与水平面间的夹角为θ。
两个大小不计的物块A B
、质量分别为1
m m
=和
2
5
m m
=,A B、与传送带间的动摩擦因数分别为
1
3
tan
5
μθ
=和
2
tan
μθ
=。
已知物块A与B碰撞时间极短且无能量损失,最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。
(1)若传送带不动,将物块B无初速度地放置于传送带上的某点,在该点右上方传送带
上的另一处无初速度地释放物块A ,它们第一次碰撞前瞬间A 的速度大小为0v ,求A 与B 第一次碰撞后瞬间的速度11A B v v 、;
(2)若传送带保持速度0v 顺时针运转,如同第(1)问一样无初速度地释放B 和A ,它们第一次碰撞前瞬间A 的速度大小也为0v ,求它们第二次碰撞前瞬间A 的速度2A v ;
(3)在第(2)问所述情境中,求第一次碰撞后到第三次碰撞前传送带对物块A 做的功。
23.科学精神的核心是对未知的好奇与探究。
小君同学想寻找教科书中“温度是分子平均动能的标志”这一结论的依据。
她以氦气为研究对象进行了一番探究。
经查阅资料得知:第一,理想气体的模型为气体分子可视为质点,分子问除了相互碰撞外,分子间无相互作用力;第二,一定质量的理想气体,其压强p 与热力学温度T 的关系式为p =nkT ,式中n 为单位体积内气体的分子数,k 为常数。
她猜想氦气分子的平均动能可能跟其压强有关。
她尝试从理论上推导氦气的压强,于是建立如下模型:如图所示,正方体容器静止在水平面上,其内密封着理想气体—氦气,假设每个氦气分子的质量为m ,氦气分子与器壁各面碰撞的机会均等;与器壁碰撞前后瞬间,分子的速度方向都与器壁垂直,且速率不变。
请根据上述信息帮助小君完成下列问题:
(1)设单位体积内氦气的分子数为n ,且其热运动的平均速率为v 。
①求一个氦气分子与器壁碰撞一次受到的冲量大小I ;
②求该正方体容器内氦气的压强p ;
③请以本题中的氦气为例推导说明:温度是分子平均动能(即212
mv )的标志。
(2)小君还想继续探究机械能的变化对氦气温度的影响,于是进行了大胆设想:如果该正方体容器以水平速度u 匀速运动,某时刻突然停下来,若氦气与外界不发生热传递,请你推断该容器中氦气的温度将怎样变化?并求出其温度变化量T 。
24.质量m =3kg 、长l =2.8m 内壁光滑的槽C 静止于粗糙水平面上,在槽的内壁上放置有两个物体A 和B ,A 、B 到槽C 左右两端挡板的距离分别为l 1=1.8m ,l 2=lm 。
A 、B 的质量分别为m 1=-4kg 和m 2=lkg ,A 、B 可以看作质点,它们之间放有压缩的轻弹簧(弹簧长度可忽略),弹簧与A 、B 不粘连,A 、B 用细线系住。
烧断细线,A 物体以v 1=lm/s 的速度向右运动,已知A 与C 、B 与C 碰撞不损失机械能,槽C 与地面间的摩擦因数µ=0.15,重力加速
度g=10m/s2,求:
(1)弹簧压缩时具有的弹性势能;
(2)当B与C碰撞后,槽C运动的初速度和加速度;
(3)从剪断细绳到A、B两物体第一次相遇的时间内,槽C发生的位移。
(计算结果保留1位有效数字)
25.如图所示,平行导轨EF和GH相距L=1m,电阻可忽略,其倾斜部分与水平面成37°,且导体棒与倾斜部分之间的动摩擦因数为0.3
μ=;其水平部分ECDH光滑,且置于磁感应强度大小为1T、方向竖直向上的匀强磁场中:倾斜部分没有磁场,上端接一个阻值R=1Ω的电阻,两部分平滑对接,其上拥有两根导体棒a、b,b垂直于水平导轨放置,a垂直于倾斜导轨放置,a、b棒与导轨始终接触良好。
已知细导体棒a质量为0.5kg,b质量为
1.5kg,在导轨间部分的电阻均为1Ω,a棒从倾斜轨道上高为4
3
m处无初速度释放。
(cos37°=08,sin37°=0.6)求:
(1)若b棒被锁定在水平导轨上始终不动,则a棒刚进入磁场时,a棒两端的电势差U;
(2)若b棒被锁定在水平导轨上始终不动,要使a棒进入磁场后与b棒相碰。
b棒距CD线的距离最大为多少;
(3)若b棒被锁定在距CD线左侧1.5m处,当a棒即将与b棒碰撞时解除锁定a、b棒碰撞后粘在一起,求b棒在磁场中通过的距离和电阻R在整个过程中产生的焦耳热Q R。
26.在光滑水平面上有一凹槽A,中央放一小物块B,物块与左右两边槽壁的距离如图所示,L为1.0m,凹槽与物块的质量均为m,两者之间的动摩擦因数μ为0.05,开始时物块静止,凹槽以v0=5m/s初速度向右运动,设物块与凹槽槽壁碰撞过程中没有能量损失,且碰撞时间不计,g取10m/s2,求:
(1)物块与凹槽相对静止时的共同速度;
(2)从凹槽开始运动到两者相对静止物块与右侧槽壁碰撞的次数;
(3)从凹槽开始运动到两者刚相对静止所经历的时间及该时间内凹槽运动的位移大小.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除
一、动量守恒定律 选择题
1.D
解析:D
【解析】
【分析】
细线断裂过程,系统的合外力为零,总动量守恒,根据动量守恒定律就可以求出物体m 离开弹簧时物体3m 的速度,根据动能定理分别求出弹簧对两个物体做的功,两者之和即可得到弹簧在这个过程中做的总功.
【详解】
设3m 的物体离开弹簧时的速度为υ',根据动量守恒定律,则有:
00(3)?23m m v m v mv +=+' 解得:023
v v '= 根据动能定理,弹簧对两个物体做的功分别为:
2221000113(2)222
W m v mv mv =-= 222200012153()32326
W m v mv mv =⨯-⨯=- 所以弹簧做的总功:W=W 1+W 2=
2023mv m 的物体动能的增量为:222000113(2)222
m v mv mv -= 此过程中弹簧的弹性势能的减小量为弹簧弹力做的功即为
2023mv 由机械能守恒可知,所以两物体之间转移的动能为:
222000325236
mv mv mv -=. 故应选D .
【点睛】 本题是系统动量守恒和机械能守恒的类型,对于弹簧的弹力是变力,应运用动能定理求解做功.
2.A
解析:ACD
【解析】
【分析】
【详解】
A .由所给的图象可知,子弹C 射入物体A 时的共同速度为6m/s ,由动量守恒
06(99)mv m m =+
得
0600m/s v =
故选项A 正确;
B .子弹
C 与物块A 获得共同速度6m/s 后,在弹簧的弹力作用下,物块A (含子弹C )先减速至零,再反向加速到速度最大,继而减速至零,再与初始速度方向相同,直到加速至速度最大,物块B 先加速到速度最大,再减速至零,可见在1t 、3t 时刻两物体达到共同速度2m/s ,弹簧具有的弹性势能相同,但弹簧分别处于压缩状态和拉伸状态,故选项B 错误;
C .当物块A (含C )的速度为0时,由动量守恒
6(99)200m m mv +=
得
3m/s v =
故选项C 正确;
D .根据机械能守恒,2t 时刻弹簧的弹性势能
222p 111
(99)6[(99)22004]0222
E m m m m m =+⨯-+⨯+⨯⨯=
即弹簧处于自然长度,故选项D 正确。
故选ACD 。
3.A
解析:AC 【解析】 【分析】 【详解】
A .由图示图像可以知道,木板获得的速度为1m/s v =,A 、
B 组成的系统动量守恒,以B 的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得
()0mv M m v =+
解得
4kg M =
所以木板A 获得的动能为
21
2J 2
k E Mv =
= 故A 正确;
B .系统损失的机械能为
()22011
4J 22
E mv m M v ∆=
-+= 故B 错误;
C .结合图像可知B 的加速度大小为21m/s a = ,所以
10.110
a g μ=
== 故C 正确;
D .根据能量之间的关系可知
()2
201
1
22
mgL mv m M v μ=-
+ 解得
1m L =
故D 错误; 故选AC 。
点睛:由图能读出木板获得的速度,根据动量守恒定律求出木板A 的质量,根据212
k E mv =
求解木板获得的动能.根据斜率求出B 的加速度大小,根据牛顿第二定律求出动摩擦因数.根据系统克服摩擦力做功求解系统损失的机械能.
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:
222
2182 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 、
B 、撤去F 后,A 离开竖直墙前,竖直方向两物体的重力与水平面的支持力平衡,合力为零,而墙对A 有向右的弹力,使系统的动量不守恒.这个过程中,只有弹簧的弹力对B 做功,系统的机械能守恒.A 离开竖直墙后,系统水平方向不受外力,竖直方向外力平衡,则系统的动量守恒,只有弹簧的弹力做功,机械能也守恒.故A 错误,B 正确.D 、B 撤去F 后,A 离开竖直墙后,当两物体速度相同时,弹簧伸长最长或压缩最短,弹性势能最大.设两物体相同速度为v ,A 离开墙时,B 的速度为v 0.根据动量守恒和机械能守恒得
2mv 0=3mv ,E=12•3mv 2+E P ,又E=12m 2
0v ,联立得到, ;弹簧的弹性势能最大值为E P =
E
3.故C 错误,D 正确.故选BD . 【点睛】
正确认识动量守恒条件和机械能守恒条件是解决本题的关键了.如果一个系统不受外力或所受外力的矢量和为零,那么这个系统的总动量保持不变;系统只有重力或弹力做功为机械能守恒条件.
6.A
解析:AD 【解析】 【详解】
A.A 、B 两球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:
m A v 0=m A v A +m B v B ,
解得:
v B =8m/s ,
碰撞前系统总动能:
22A 011
210100J 22
J K E m v =
=⨯⨯= 碰撞后系统总动能:
222
2A A B B 11112238100J J 2J 222
K E m v m v '=
+=⨯⨯-+⨯⨯=() 碰撞过程机械能不变,机械能守恒,碰撞是弹性碰撞,故A 正确;
BD.A 、B 碰撞后,B 、C 组成的系统水平方向动量守恒,弹簧恢复原长时B 的速度最小,C 的速度最大,以向左为正方向,从碰撞后到弹簧恢复原长过程,在水平方向,由动量守恒定律得:
m B v B =m B v B ′+m C v C
由机械能守恒定律得:
222B B B B C C 111
222
m v m v m v ='+ 解得:v B ′=4m/s ,v C =12m/s (弹簧恢复原长时C 的速度最大,v B ′=8m/s ,v C =0m/s 不符合实际,舍去),由此可知,弹簧恢复原长时C 的速度为12m/s ,B 的最小速度为4m/s ,故B 错误,D 正确;
C.B 、C 速度相等时弹簧伸长量最大,弹簧弹性势能最大,B 、C 系统在水平方向动量守恒,以向左为正方向,在水平方向,由动量守恒定律得:
m B v B =(m B +m C )v C ,
由机械能守恒定律得:
22B B B C C 11
22
P m v m m v E =++() 解得弹簧的最大弹性势能:E P =24J ,故C 错误。
7.B
解析:BC 【解析】
由于两球在任何时刻所受的电场力相等,则加速度相等,速度大小相等,可知碰撞发生在中点,且同时返回M 、N 点,A 错误B 正确;两球碰撞后,电量重新分布,两球在同样的
位置间的作用力由122q q F k r
=变为
2
122
(
)
2q q F k r +=
,故根据12q q +>
12q q +≥用力比之前增大,可知整个过程中电场力做正功,知返回到出发点的速度比较之前大,则两球回到原位置时动量比原来大些,C 正确D 错误.
8.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。
9.B
解析:BCD 【解析】 【分析】
两个滑块与弹簧系统机械能守恒、动量守恒,结合图象可以判断它们的能量转化情况和运动情况。
【详解】
A.从图象可以看出,从0到t 1的过程中弹簧被拉伸,t 1时刻两物块达到共同速度2m/s ,此时弹簧处于伸长状态,从t 2到t 3的过程中弹簧被压缩,t 3时刻两物块达到共同速度2m/s ,此时弹簧处于压缩状态,故A 错误;
B.由图示图象可知,从t 3到t 4时间内A 做减速运动,B 做加速运动,弹簧由压缩状态恢复到原长,故B 正确;
C.由图示图象可知,t 1时刻两物体速度相同,都是2m/s ,A 、B 系统动量守恒,以B 的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
()11122m v m m v =+,
即
()21262m m m =+⨯,
解得:
12:2:1m m =,
故C 正确; D.由图示图象可知, 在初始时刻,B 的初动能为:
22KB 20221161822
E m v m m =
=⨯= 在t 1时刻,A 、B 两物块的速度是2m/s ,A 、B 两物块动能之和为:
()22k 122211
+32622
E m m v m m =
=⨯⨯= 所以,这时候,最大的弹性势能为
kB k 22218612P E E E m m m =-=-=,
所以:
p KB 2212:182:3E E m m ==:
故D 正确。
10.C
解析:C 【解析】 【分析】
从同一高度跳下,速度的变化量相等,所以动量的改变量相等,先让脚尖着地,可以增大人与地面的接触时间,根据公式mv
F t
∆=∆,从而使在发生相等的动量变化量的情况下人受到地面的冲力减小,
A.减小冲量与分析不符,故选项A 不符合题意
B.减小动量的变化量,故选项B 不符合题意
C.增大与地面的冲击时间,从而减小冲力,故选项C 符合题意
D.增大人对地面的压强,起到安全作用, 故选项D 不符合题意
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.A
解析:AD 【解析】
设斜面倾角为,刚开始AB处于静止状态,所以,所以,A运动的时间为:,B运动的时间为:
解得;
A. 剪断轻绳后A自由下落,B沿斜面下滑,AB都只有重力做功,根据动能定理得:
,解得,所以落地时的速率相同,故A正确;
B.A物体重力的冲量
B物体重力的冲量
所以重力的冲量不相同,故B错误;
C.重力势能变化量△E P=mgh,由于A、B的质量不相等,所以重力势能变化不相同,故C 错误;
D. A重力做功的平均功率为:
B重力做功的平均功率为:
=
所以重力做功的平均功率相等,故D正确。
13.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,。