最新动量守恒定律练习题
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动量-动量守恒定律专题练习(含答案)动量 动量守恒定律一、动量和冲量1、关于物体的动量和动能,下列说法中正确的是:A 、一物体的动量不变,其动能一定不变B 、一物体的动能不变,其动量一定不变C 、两物体的动量相等,其动能一定相等D 、两物体的动能相等,其动量一定相等2、两个具有相等动量的物体A 、B ,质量分别为m A 和m B ,且m A >m B ,比较它们的动能,则:A 、B 的动能较大 B 、A 的动能较大C 、动能相等 D 、不能确定3、恒力F 作用在质量为m 的物体上,如图所示,由于地面对物体的摩擦力较大,没有被拉动,则经时间t ,下列说法正确的是:A 、拉力F 对物体的冲量大小为零;B 、拉力F 对物体的冲量大小为Ft ;C 、拉力F 对物体的冲量大小是Ftcosθ;D 、合力对物体的冲量大小为零。
F4、如图所示,PQS 是固定于竖直平面内的光滑的14圆周轨道,圆心O 在S 的正上方,在O 和P 两点各有一质量为m 的小物块a 和b ,从同一时刻开始,a 自由下落,b 沿圆弧下滑。
以下说法正确的是 A 、a 比b 先到达S ,它们在S 点的动量不相等B 、a 与b 同时到达S ,它们在S 点的动量不相等C 、a 比b 先到达S ,它们在S 点的动量相等D 、b 比a 先到达S ,它们在S 点的动量不相等二、动量守恒定律1、一炮艇总质量为M ,以速度v 0匀速行驶,从船上以相对海岸的水平速度v 沿前进方向射出一质量为m 的炮弹,发射炮弹后艇的速度为v /,若不计水的阻力,则下列各关系式中正确的是 。
A 、'0()Mv M m v mv =-+B 、'00()()MvM m v m v v =-++ C 、''0()()Mv M m v m v v =-++ D 、'0Mv Mv mv =+2、在高速公路上发生一起交通事故,一辆质量为1500kg 向南行驶的长途客车迎面撞上了一辆质量为3000kg 向北行驶的卡车,碰后两车接在一起,并向南O P S Q5、光滑的水平面上有两个小球M和N,它们沿同一直线相向运动,M球的速率为5m/s,N球的速率为2m/s,正碰后沿各自原来的反方向而远离,M球的速率变为2m/s,N球的速率变为3m/s,则M、N两球的质量之比为A、3∶1B、1∶3C、3∶5D、5∶76、如图所示,一个木箱原来静止在光滑水平面上,都具有一定的质量。
(完整版)动量守恒定律单元测试题一、动量守恒定律 选择题1.如图所示,一木块静止在长木板的左端,长木板静止在水平面上,木块和长木板的质量相等均为M ,木块和长木板之间、长木板和地面之间的动摩擦因数都为μ。
一颗质量为5M m =的子弹以一定速度水平射入木块并留在其中,木块在长木板上运动的距离为L ;静止后第二颗相同的子弹以相同的速度射入长木板并留在长木板中,则( )A .第一颗子弹射入木块前瞬间的速度为2gL μB .木块运动的加速度大小为g μC .第二颗子弹射入长木板后,长木板运动的加速度大小为2g μD .最终木块静止在距离长木板左端12L 处 2.如图所示,足够长的光滑细杆PQ 水平固定,质量为2m 的物块A 穿在杆上,可沿杆无摩擦滑动,质量为0.99m 的物块B 通过长度为L 的轻质细绳竖直悬挂在A 上,整个装置处于静止状态,A 、B 可视为质点。
若把A 固定,让质量为0.01m 的子弹以v 0水平射入物块B (时间极短,子弹未穿出)后,物块B 恰好能在竖直面内做圆周运动,且B 不会撞到轻杆。
则( )A .在子弹射入物块B 的过程中,子弹和物块B 构成的系统,其动量和机械能都守恒 B .子弹射入物块B 的初速度v 05gLC .若物块A 不固定,子弹仍以v 0射入时,物块上摆的初速度将小于原来物块A 固定时的上摆初速度D .若物块A 不固定,子弹仍以v 0射入,当物块B 摆到与PQ 等高时,物块A 的速率为5gL 3.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v 0=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0C .球A 和B 碰后,弹簧的最大弹性势能可以达到96JD .球A 和B 碰后,弹簧恢复原长时球C 的速度可能为12m/s4.某研究小组通过实验测得两滑块碰撞前后运动的实验数据,得到如图所示的位移—时间图象.图中的线段a 、b 、c 分别表示沿光滑水平面上同一条直线运动的滑块Ⅰ、Ⅱ和它们发生正碰后结合体的位移变化关系.已知相互作用时间极短,由图象给出的信息可知( )A .碰前滑块Ⅰ与滑块Ⅱ速度大小之比为5∶2B .碰前滑块Ⅰ的动量大小比滑块Ⅱ的动量大小大C .碰前滑块Ⅰ的动能比滑块Ⅱ的动能小D .滑块Ⅰ的质量是滑块Ⅱ的质量的165.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 sB .橡皮泥与小车一起在水平地面上运动的速度大小为2 m/sC .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 J6.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 .2083mv2023mv B .20mv 2032mv C .2012mv 2032mv D .2023mv 2056mv 7.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1:108.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32mg 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 Mm M m + 9.质量为3m 足够长的木板静止在光滑的水平面上,木板上依次排放质量均为m 的木块1、2、3,木块与木板间的动摩擦因数均为μ.现同时给木块l 、2、3水平向右的初速度v 0、2v 0、3v 0,已知重力加速度为g .则下列说法正确的是( )A .1木块相对静止前,木板是静止的B .1木块的最小速度是023v C .2木块的最小速度是056v D .木块3从开始运动到相对静止时位移是204v g10.如图所示,将质量为M 1、半径为R 且内壁光滑的半圆槽置于光滑水平面上,左侧靠竖直墙壁,右侧靠一质量为M 2的物块.今让一质量为m 的小球自左侧槽口A 的正上方h 高处从静止开始下落,与半圆槽相切自A 点进入槽内,则以下结论中正确的是( )A .小球在槽内运动的全过程中,小球与半圆槽在水平方向动量守恒B .小球在槽内运动的B 至C 过程中,小球、半圆槽和物块组成的系统水平方向动量守恒 C .小球离开C 点以后,将做竖直上抛运动D .小球从A 点经最低点向右侧最高点运动的过程中,小球、半圆槽和物块组成的系统机械能守恒11.质量均为m 的两个小球A B ,用轻弹簧连接,一起放在光滑水平面上,小球A 紧靠挡板P ,如图所示。
动量守恒定律练习一、选择题1、关于系统动量守恒正确的说法是:A.只要系统所受的合外力的冲量为零,系统动量就守恒B.只要系统内有摩擦力,动量就不可能守恒C.系统所受合外力不为零,其动量一定不守恒,但有可能在某一方向上守恒D.各物体动量的增量的矢量和一定为零2、ab两球在光滑的水平面上沿同一直线发生正碰,作用前动量Pa=10kgm/s,Pb=0,碰撞过程中,动量变化△P=-20kgm/s,则作用后Pb为:A.-20 kgm/s B.-10kgm/s C.20kgm /s D.10kgm/s3、两物体ma=2mb,中间有一压缩弹簧,放在光滑的水平面上,现由静止同时放开后一小段时间内:A.a的速率是b的一半B.a的动量大C.a的受力大D.系统总动量为零4、质量为m的子弹水平飞行击穿一块原静止在光滑水平面上质量为M的木块,在子弹穿透木块的过程中:A.m和M所受的冲量相等B.子弹和木块的速度的变化量相等C.子弹和木块的动量变化量大小相等D.子弹和木块作为系统的总动量守恒5、1kg的物体在距地面高5m处自由下落,落在正以5m /s沿光滑水平面匀速前进的砂车中,砂车质量为4kg,则当物体与车相对静止后,车速为:A.3m/s B.4m/s C.5m/s D.6m /s6、质量为m的小球A以速度v与质量为3m的静止小球B发生正碰后以v/2的速度被反弹回,则正碰后B球的速度大小是:A、v/6B、2vC、v/2 D、v/37、m的M碰撞前后的s-t图如图所示,由图可知:A.m:M=1: 3 B.m:M=3:1C.m:M=l:1 D、m:M=l:28、质量为m的人站在长为L的船M一端,系统原来静止。
当人从船一端走到另一端过程中,不计水的阻力A.人速度大,船后退的速度也大B.人突然停止,船也突然停止C.人突然停止时,船由于惯性仍在运动D.人从一端走到另一端时,船后退了mL/(M+m)9、如图所示,A、B两物体彼此接触静止于光滑的水平桌面上,物体A的上表面是半径为R的光滑圆形轨道,物体C由静止开始从A上圆形轨道的右侧最高点下滑,则有:A.A和B不会出现分离现象B.当C第一次滑到圆弧最低点时,A和B开始分离C.A将会在桌面左边滑出D.A不会在桌面上滑出10、如图所示,A、B两质量相等的物体静止在平板小车C上,A、B之间有一根被压缩的弹簧,A、B与平板车的上表面间的滑动摩擦力之比为3:2,地面光滑,当压缩弹簧突然释放后,则:A.A、B系统动量守恒B.小车向左运动C.A、B、C系统动量守恒D.小车向右运动二、填空题11、质量为m=70kg的人从质量为M=140kg的小船船头走到船尾。
第一章动量守恒定律1.3 动量守恒定律一、单选题:1.如图所示,甲木块的质量为m1,以v的速度沿光滑水平地面向前运动,正前方有一静止的、质量为m2的乙木块,乙上连有一轻质弹簧.甲木块与弹簧接触后()A.甲木块的动量守恒B.乙木块的动量守恒C.甲、乙两木块所组成系统的动量守恒D.甲、乙两木块所组成系统的动能守恒解析:根据动量守恒定律的条件,以甲、乙为一系统,系统的动量守恒,A、B错误,C正确;甲、乙的一部分动能转化为弹簧的弹性势能,甲、乙系统的动能不守恒,D错误.答案:C2.2019年1月11日,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭成功将中星2D卫星送入预定轨道.假设将发射火箭看成如下模型:静止的实验火箭,总质量M=2 100 g,当它以对地速度v0=840 m/s喷出质量Δm=100 g的高温气体后,火箭的速度为(喷出气体过程中重力和空气阻力可忽略)()A.42 m/s B.-42 m/sC.40 m/s D.-40 m/s答案:B解析:[取火箭及气体为系统,设火箭的速度为v,则系统在向外喷气过程中满足动量守恒定律,取v0方向为正方向,由动量守恒定律得0=Δmv0+(M-Δm)v,解得v=-Δmv0M-Δm=-42 m/s,选项B正确.]3.如图所示,A、B两个小球在光滑水平面上沿同一直线相向运动,它们的动量大小分别为p1和p2,碰撞后A球继续向右运动,动量大小为p1′,此时B球的动量大小为p2′,则下列等式成立的是()A .p 1+p 2=p 1′+p 2′B .p 1-p 2=p 1′-p 2′C .p 1′-p 1=p 2′+p 2D .-p 1′+p 1=p 2′+p 2答案:D解析:[因水平面光滑,所以A 、B 两球组成的系统在水平方向上动量守恒.取向右为正方向,由于p 1、p 2、p 1′、p 2′均表示动量的大小,所以碰前的动量为p 1-p 2,碰后的动量为p 1′+p 2′,由系统动量守恒知p 1-p 2=p 1′+p 2′,经变形得-p 1′+p 1=p 2′+p 2,D 对.]4.甲、乙两人站在光滑的水平冰面上,他们的质量都是M ,甲手持一个质量为m 的球,现甲把球以对地为v 的速度传给乙,乙接球后又以对地为2v 的速度把球传回甲,甲接到球后,甲、乙两人的速度大小之比为(忽略空气阻力) ( )A.2M M -mB.M +m MC.2(M +m )3MD.M M +m答案:D解析:[甲、乙之间传递球的过程中,不必考虑过程中的细节,只考虑初状态和末状态的情况.研究对象是由甲、乙二人和球组成的系统,开始时的总动量为零,在任意时刻系统的总动量都为零.设甲的速度大小为v 甲,乙的速度大小为v 乙,二者方向相反,根据动量守恒得(M +m )v 甲-Mv 乙=0,则v 甲v 乙=M M +m,选项D 正确.] 5.光滑水平桌面上有P 、Q 两个物块,Q 的质量是P 的n 倍.将一轻弹簧置于P 、Q 之间,用外力缓慢压P 、Q .撤去外力后,P 、Q 开始运动,P 和Q 的动量大小的比值为( )A .n 2B .n C.1nD .1 答案:D解析:[撤去外力后,系统所受外力之和为0,所以总动量守恒,设P 的动量方向为正方向,则有p P-p Q=0,故p P=p Q,因此P和Q的动量大小的比值为1,选项D正确.]6.将一个光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上,如图所示,槽左侧有一个固定在水平面上的物块.现让一个小球自左侧槽口A点正上方由静止开始落下,从A点落入槽内,则下列说法正确的是()A.小球在半圆槽内运动的过程中,机械能守恒B.小球在半圆槽内运动的全过程中,小球与半圆槽组成的系统动量守恒C.小球在半圆槽内由B点向C点运动的过程中,小球与半圆槽组成的系统动量守恒D.小球从C点离开半圆槽后,一定还会从C点落回半圆槽答案:D解析:[小球在半圆槽内运动,由B到C的过程中,除重力做功外,槽的支持力也对小球做功,小球机械能不守恒,由此可知,小球在半圆槽内运动的全过程中,小球的机械能不守恒,A错误;小球在槽内由A到B的过程中,左侧物块对槽有作用力,小球与槽组成的系统动量不守恒,由B到C的过程中,小球有向心加速度,竖直方向的合力不为零,系统的动量也不守恒,B、C错误;小球离开C点以后,既有竖直向上的分速度,又有水平分速度,小球做斜上抛运动,水平方向做匀速直线运动,水平分速度与半圆槽的速度相同,所以小球一定还会从C点落回半圆槽,D正确.]7.如图所示,质量为m=0.5 kg的小球在距离车底部一定高度处以初速度v0=15 m/s向左平抛,落在以v=7.5 m/s的速度沿光滑水平面向右匀速行驶的小车中,小车足够长,质量为M=4 kg,g取10 m/s2,则当小球与小车相对静止时,小车的速度大小是()A.4 m/s B.5 m/sC.8.5 m/s D.9.5 m/s答案:B解析:[小球和小车在水平方向上动量守恒,取向右为正方向,有Mv-mv0=(M+m)v′,解得v′=5 m/s.]8.如图所示,轻弹簧的一端固定在竖直挡板上,一质量为m的光滑弧形槽静止放在光滑水平面上,弧形槽底端与水平面相切,一质量也为m的小物块从槽上高h处开始下滑,下列说法正确的是()A.在下滑过程中,物块和槽组成的系统机械能守恒B.在下滑过程中,物块和槽组成的系统动量守恒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.被弹簧反弹后,物块能回到槽上高h处答案:A解析:[对物块和槽组成的系统,在下滑过程中没有机械能损失,系统的机械能守恒,A正确;在下滑的过程中,物块在竖直方向有加速度,物块和槽组成的系统所受合外力不为零,不符合动量守恒的条件,故系统的动量不守恒,但系统在水平方向上动量守恒,B错误;在压缩弹簧的过程中,对于物块和弹簧组成的系统,由于挡板对弹簧有向左的弹力,所以系统受到的合外力不为零,则系统动量不守恒,C错误;因为物块与槽在水平方向上动量守恒,且两者质量相等,根据动量守恒定律知物块离开槽时物块与槽的速度大小相等、方向相反,物块被弹簧反弹后,与槽的速度相同,即两者做速度相同的匀速直线运动,所以物块不会再滑上弧形槽,D错误.]9.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v0,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.小木块在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答案:B解析:[最终,木箱和小木块都具有向右的动量,并且相互作用的过程中总动量守恒,选项A、D错误;由于小木块与底板间存在摩擦,小木块最终将相对木箱静止,选项B正确,选项C错误.]二、多选题:10.关于动量守恒的条件,下面说法正确的是()A.只要系统内有摩擦力,动量就不可能守恒B.只要系统所受合外力为零,系统动量就守恒C.系统加速度为零,系统动量一定守恒D.只要系统所受合外力不为零,则系统在任何方向上动量都不可能守恒答案:BC解析:[动量守恒的条件是系统所受合外力为零,与系统内有无摩擦力无关,选项A错误,B正确;系统加速度为零时,根据牛顿第二定律可得系统所受合外力为零,所以此时系统动量守恒,选项C正确;系统合外力不为零时,在某方向上合外力可能为零,此时在该方向上系统动量守恒,选项D错误.]11.下列四幅图所反映的物理过程中,动量守恒的是()答案:AC解析:[A图中子弹和木块组成的系统在水平方向上不受外力,竖直方向所受合力为零,该系统动量守恒;B图中在弹簧恢复原长的过程中,系统在水平方向上始终受墙的作用力,系统动量不守恒;C图中木球与铁球组成的系统所受合力为零,系统动量守恒;D图中木块下滑过程中,斜面体始终受到挡板的作用力,系统动量不守恒.]12.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点由静止释放,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,后做匀速运动答案:BC解析:[系统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,因NP足够长,B最终与A速度相同,此速度为零,B选项正确,A物体由静止到运动、最终速度又为零,C选项正确.]13.如图所示,小车放在光滑的水平面上,将系着绳的小球拉开到一定的角度,然后同时放开小球和小车,那么在以后的过程中()A.小球向左摆动时,小车也向左运动,且系统水平方向动量守恒B.小球向左摆动时,小车向右运动,且系统水平方向动量守恒C.小球向左摆到最高点,小球的速度为零而小车的速度不为零D.在任意时刻,小球和小车在水平方向上的动量一定大小相等、方向相反答案:BD解析:[以小球和小车组成的系统为研究对象,在水平方向上不受力的作用,所以系统在水平方向上动量守恒,由于初始状态小车与小球均静止,所以小球与小车在水平方向上的动量要么都为零,要么大小相等、方向相反,选项A、C错误,选项B、D正确.]三、非选择题:14.一辆质量m1=3.0×103 kg的小货车因故障停在车道上,后面一辆质量m2=1.5×103 kg的轿车来不及刹车,直接撞入货车尾部失去动力.相撞后两车一起沿轿车运动方向滑行了s=6.75 m停下.已知车轮与路面间的动摩擦因数μ=0.6,求碰撞前轿车的速度大小.(重力加速度取g=10 m/s2)[解析]两车一起运动时,由牛顿第二定律得a=F fm1+m2=μg=6 m/s2v=2as=9 m/s两车碰撞前后,由动量守恒定律(取轿车滑行方向为正方向)得m2v0=(m1+m2)vv0=m1+m2m2v=27 m/s.[答案]27 m/s15.如图所示,甲车质量m1=20 kg,车上有质量M=50 kg的人,甲车(连同车上的人)以v=3 m/s 的速度向右滑行,此时质量m2=50 kg的乙车正以v0=1.8 m/s的速度迎面滑来,为了避免两车相撞,当两车相距适当距离时,人从甲车跳到乙车上,求人跳出甲车的水平速度(相对地面)应当在什么范围以内才能避免两车相撞?不计地面和小车的摩擦,且乙车足够长.[解析]人跳到乙车上后,如果两车同向,甲车的速度小于或等于乙车的速度就可以避免两车相撞以人、甲车、乙车组成的系统为研究对象由水平方向动量守恒得:(m1+M)v-m2v0=(m1+m2+M)v′,解得v′=1 m/s以人与甲车为一系统,人跳离甲车过程水平方向动量守恒,得:(m1+M)v=m1v′+Mu解得u=3.8 m/s因此,只要人跳离甲车的速度u≥3.8 m/s就可避免两车相撞.[答案]大于等于3.8 m/s16.如图所示,在光滑的水平杆上套有一个质量为m的滑环,滑环通过一根不可伸缩的轻绳悬挂着一个质量为M的物块(可视为质点),绳长为L.将滑环固定时,给物块一个水平冲量,物块摆起后刚好碰到水平杆;若滑环不固定,仍给物块以同样的水平冲量,求物块摆起的最大高度.[解析] 滑环固定时,根据机械能守恒定律,有MgL =12Mv 20,解得v 0=2gL 滑环不固定时,物块的初速度仍为v 0,在物块摆起至最大高度h 时,它们的速度都为v ,在此过程中物块和滑环组成的系统机械能守恒,水平方向动量守恒,则:Mv 0=(m +M )v12Mv 20=12(m +M )v 2+Mgh 由以上各式,可得h =m m +ML . [答案]m m +M L。
一、选择题(每小题中至少有一个选项是正确的)1.在下列几种现象中,动量守恒的有( )A .原来静止在光滑水平面上的车,从水平方向跳上一个人,人车为一系统B .运动员将铅球从肩窝开始加速推出,以运动员和球为一系统C .从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢中,以重物和车厢为一系统D .光滑水平面上放一斜面,斜面光滑,一个物体沿斜面滑下,以重物和斜面为一系统2.两物体组成的系统总动量守恒,这个系统中( )A .一个物体增加的速度等于另一个物体减少的速度B .一物体受的冲量与另一物体所受冲量相同C .两个物体的动量变化总是大小相等,方向相反D .系统总动量的变化为零3.砂子总质量为M 的小车,在光滑水平地面上匀速运动,速度为v 0,在行驶途中有质量为m 的砂子从车上漏掉,砂子漏掉后小车的速度应为 ( ) A .v 0 B .m M Mv -0 A .m M mv -0 A .M v m M 0)(-4.A 、B 两个相互作用的物体,在相互作用的过程中合外力为0,则下述说法中正确的是( )A .A 的动量变大,B 的动量一定变大 B .A 的动量变大,B 的动量一定变小C .A 与B 的动量变化相等D .A 与B 受到的冲量大小相等5.把一支枪水平固定在小车上,小车放在光滑的水平地面上,枪发射子弹时,关于枪、子弹、车的下列说法正确的有( )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 .枪、弹、车组成的系统动量守恒D .若忽略不计弹和枪筒之间的摩擦,枪、车组成的系统动量守恒6.两球相向运动,发生正碰,碰撞后两球均静止,于是可以判定,在碰撞以前( )A .两球的质量相等B .两球的速度大小相同C .两球的动量大小相等D .以上都不能断定7.一只小船静止在水面上,一个人从小船的一端走到另一端,不计水的阻力,以下说法正确的是( )A .人在小船上行走,人对船的冲量比船对人的冲量小,所以人向前运动得快,小船后退得慢B .人在小船上行走时,人的质量比船的质量小,它们受到的冲量大小是一样的,所以人向前运动得快,船后退得慢C .当人停止走动时,因为小船惯性大,所以小船要继续后退D .当人停止走动时,因为总动量守恒,所以小船也停止后退8.如图所示,在光滑水平面上有一静止的小车,用线系一小球,将球拉开后放开,球放开时小车保持静止状态,当小球落下以后与固定在小车上的油泥沾在一起,则从此以后,关于小车的运动状态是 ( )A .静止不动B .向右运动C .向左运动D .无法判断*9.木块a 和b 用一根轻弹簧连接起来,放在光滑水平面上,a 紧靠在墙壁上,在b 上施加向左的水平力使弹簧压缩,如图所示,当撤去外力后,下列说法中正确的是( )A .a 尚未离开墙壁前,a 和b 系统的动量守恒B .a 尚未离开墙壁前,a 与b 系统的动量不守恒C .a 离开墙后,a 、b 系统动量守恒D .a 离开墙后,a 、b 系统动量不守恒*10.向空中发射一物体.不计空气阻力,当物体的速度恰好沿水平方向时,物体炸裂为a,b 两块.若质量较大的a 块的速度方向仍沿原来的方向则 ( )A .b 的速度方向一定与原速度方向相反B .从炸裂到落地这段时间里,a 飞行的水平距离一定比b 的大C .a ,b 一定同时到达地面D .炸裂的过程中,a 、b 中受到的爆炸力的冲量大小一定相等二、填空题11.质量分别为m 1、m 2的两物体在光滑水平面上碰撞 , 碰撞前两物体的速度分别为V 1、V 2,当两物体发生碰撞后速度分别为V 1/ 、V 2/。
物理动量守恒定律题20套(带答案)及解析一、高考物理精讲专题动量守恒定律1.如图所示,在水平地面上有两物块甲和乙,它们的质量分别为2m 、m ,甲与地面间无摩擦,乙与地面间的动摩擦因数恒定.现让甲以速度0v 向着静止的乙运动并发生正碰,且碰撞时间极短,若甲在乙刚停下来时恰好与乙发生第二次碰撞,试求:(1)第一次碰撞过程中系统损失的动能 (2)第一次碰撞过程中甲对乙的冲量 【答案】(1)2014mv ;(2) 0mv 【解析】 【详解】解:(1)设第一次碰撞刚结束时甲、乙的速度分别为1v 、2v ,之后甲做匀速直线运动,乙以2v 初速度做匀减速直线运动,在乙刚停下时甲追上乙碰撞,因此两物体在这段时间平均速度相等,有:212v v =而第一次碰撞中系统动量守恒有:01222mv mv mv =+ 由以上两式可得:012v v =,20 v v = 所以第一次碰撞中的机械能损失为:222201201111222224E m v m v mv mv ∆=--=gg g g (2)根据动量定理可得第一次碰撞过程中甲对乙的冲量:200I mv mv =-=2.如图所示,一小车置于光滑水平面上,轻质弹簧右端固定,左端栓连物块b ,小车质量M =3kg ,AO 部分粗糙且长L =2m ,动摩擦因数μ=0.3,OB 部分光滑.另一小物块a .放在车的最左端,和车一起以v 0=4m/s 的速度向右匀速运动,车撞到固定挡板后瞬间速度变为零,但不与挡板粘连.已知车OB 部分的长度大于弹簧的自然长度,弹簧始终处于弹性限度内.a 、b 两物块视为质点质量均为m =1kg ,碰撞时间极短且不粘连,碰后一起向右运动.(取g =10m/s 2)求:(1)物块a 与b 碰后的速度大小;(2)当物块a 相对小车静止时小车右端B 到挡板的距离;(3)当物块a相对小车静止时在小车上的位置到O点的距离.【答案】(1)1m/s (2) (3) x=0.125m【解析】试题分析:(1)对物块a,由动能定理得:代入数据解得a与b碰前速度:;a、b碰撞过程系统动量守恒,以a的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:,代入数据解得:;(2)当弹簧恢复到原长时两物块分离,a以在小车上向左滑动,当与车同速时,以向左为正方向,由动量守恒定律得:,代入数据解得:,对小车,由动能定理得:,代入数据解得,同速时车B端距挡板的距离:;(3)由能量守恒得:,解得滑块a与车相对静止时与O点距离:;考点:动量守恒定律、动能定理。
高中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.(16分)如图,水平桌面固定着光滑斜槽,光滑斜槽的末端和一水平木板平滑连接,设物块通过衔接处时速率没有改变。
质量m 1=0.40kg 的物块A 从斜槽上端距水平木板高度h=0. 80m 处下滑,并与放在水平木板左端的质量m 2=0.20kg 的物块B 相碰,相碰后物块B 滑行x=4.0m 到木板的C 点停止运动,物块A 滑到木板的D 点停止运动。
已知物块B 与木板间的动摩擦因数=0.20,重力加速度g=10m/s 2,求:(1) 物块A 沿斜槽滑下与物块B 碰撞前瞬间的速度大小; (2) 滑动摩擦力对物块B 做的功;(3) 物块A 与物块B 碰撞过程中损失的机械能。
【答案】(1)v 0=4.0m/s (2)W=-1.6J (3)E=0.80J【解析】试题分析: ①设物块A 滑到斜面底端与物块B 碰撞前时的速度大小为v 0,根据机械能守恒定律有m 1gh =12m 120v (1分)v 02gh ,解得:v 0=4.0 m/s(1分) ②设物块B 受到的滑动摩擦力为f ,摩擦力做功为W ,则f =μm 2g(1分) W =-μm 2gx 解得:W =-1.6 J(1分)③设物块A 与物块B 碰撞后的速度为v 1,物块B 受到碰撞后的速度为v ,碰撞损失的机械能为E ,根据动能定理有-μm 2gx =0-12m 2v 2 解得:v =4.0 m/s(1分)根据动量守恒定律m 1v 0=m 1v 1+m 2v(1分) 解得:v 1=2.0 m/s(1分)能量守恒12m 120v =12m 121v +12m 2v 2+E(1分) 解得:E =0.80 J(1分)考点:考查了机械能守恒,动量守恒定律2.如图所示,在倾角30°的斜面上放置一个凹撸B,B 与斜面间的动摩擦因数3μ=;槽内靠近右侧壁处有一小物块A(可视为质点),它到凹槽左侧壁的距离d =0.1m ,A 、B 的质量都为m=2kg ,B 与斜面间的最大静摩擦力可认为等于滑动摩摞力,不计A 、B 之间的摩擦,斜面足够长.现同时由静止释放A 、B,经过一段时间,A 与B 的侧壁发生碰撞,碰撞过程不计机械能损失,碰撞时间极短,g 取210/m s .求:(1)释放后物块A 和凹槽B 的加速度分别是多大?(2)物块A 与凹槽B 的左侧壁第一次碰撞后瞬间A 、B 的速度大小;(3)从初始位置到物块A 与凹糟B 的左侧壁发生第三次碰撞时B 的位移大小. 【答案】(1)(2)v An =(n-1)m∙s -1,v Bn ="n" m∙s -1(3)x n 总=0.2n 2m 【解析】 【分析】 【详解】(1)设物块A 的加速度为a 1,则有m A gsin θ=ma 1, 解得a 1=5m/s 2凹槽B 运动时受到的摩擦力f=μ×3mgcos θ=mg 方向沿斜面向上; 凹槽B 所受重力沿斜面的分力G 1=2mgsin θ=mg 方向沿斜面向下; 因为G 1=f ,则凹槽B 受力平衡,保持静止,凹槽B 的加速度为a 2=0 (2)设A 与B 的左壁第一次碰撞前的速度为v A0,根据运动公式:v 2A0=2a 1d 解得v A0=3m/s ;AB 发生弹性碰撞,设A 与B 第一次碰撞后瞬间A 的速度大小为v A1,B 的速度为v B1,则由动量守恒定律:0112A A B mv mv mv =+ ;由能量关系:2220111112222A AB mv mv mv =+⨯ 解得v A1=-1m/s(负号表示方向),v B1=2m/s3.如图所示,光滑水平直导轨上有三个质量均为m 的物块A 、B 、C ,物块B 、C 静止,物块B 的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计);让物块A 以速度v 0朝B 运动,压缩弹簧;当A 、B 速度相等时,B 与C 恰好相碰并粘接在一起,然后继续运动.假设B 和C 碰撞过程时间极短.那么从A 开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中,求.(1)A 、B 第一次速度相同时的速度大小; (2)A 、B 第二次速度相同时的速度大小; (3)弹簧被压缩到最短时的弹性势能大小 【答案】(1)v 0(2)v 0(3)【解析】试题分析:(1)对A 、B 接触的过程中,当第一次速度相同时,由动量守恒定律得,mv 0=2mv 1,解得v 1=v 0(2)设AB 第二次速度相同时的速度大小v 2,对ABC 系统,根据动量守恒定律:mv 0=3mv 2 解得v 2=v 0(3)B 与C 接触的瞬间,B 、C 组成的系统动量守恒,有:解得v 3=v 0 系统损失的机械能为当A 、B 、C 速度相同时,弹簧的弹性势能最大.此时v 2=v 0 根据能量守恒定律得,弹簧的最大弹性势能.考点:动量守恒定律及能量守恒定律【名师点睛】本题综合考查了动量守恒定律和能量守恒定律,综合性较强,关键合理地选择研究的系统,运用动量守恒进行求解。
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.。
物理动量守恒定律练习题20篇及解析一、高考物理精讲专题动量守恒定律1.(16分)如图,水平桌面固定着光滑斜槽,光滑斜槽的末端和一水平木板平滑连接,设物块通过衔接处时速率没有改变。
质量m 1=0.40kg 的物块A 从斜槽上端距水平木板高度h=0. 80m 处下滑,并与放在水平木板左端的质量m 2=0.20kg 的物块B 相碰,相碰后物块B 滑行x=4.0m 到木板的C 点停止运动,物块A 滑到木板的D 点停止运动。
已知物块B 与木板间的动摩擦因数=0.20,重力加速度g=10m/s 2,求:(1) 物块A 沿斜槽滑下与物块B 碰撞前瞬间的速度大小; (2) 滑动摩擦力对物块B 做的功;(3) 物块A 与物块B 碰撞过程中损失的机械能。
【答案】(1)v 0=4.0m/s (2)W=-1.6J (3)E=0.80J【解析】试题分析: ①设物块A 滑到斜面底端与物块B 碰撞前时的速度大小为v 0,根据机械能守恒定律有m 1gh =12m 120v (1分)v 02gh ,解得:v 0=4.0 m/s(1分) ②设物块B 受到的滑动摩擦力为f ,摩擦力做功为W ,则f =μm 2g(1分) W =-μm 2gx 解得:W =-1.6 J(1分)③设物块A 与物块B 碰撞后的速度为v 1,物块B 受到碰撞后的速度为v ,碰撞损失的机械能为E ,根据动能定理有-μm 2gx =0-12m 2v 2 解得:v =4.0 m/s(1分)根据动量守恒定律m 1v 0=m 1v 1+m 2v(1分) 解得:v 1=2.0 m/s(1分)能量守恒12m 120v =12m 121v +12m 2v 2+E(1分) 解得:E =0.80 J(1分)考点:考查了机械能守恒,动量守恒定律2.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3.如图,一质量为M 的物块静止在桌面边缘,桌面离水平地面的高度为h.一质量为m 的子弹以水平速度v 0射入物块后,以水平速度v 0/2 射出.重力加速度为g.求: (1)此过程中系统损失的机械能;(2)此后物块落地点离桌面边缘的水平距离.【答案】(1)20138m E mv M ⎛⎫∆=- ⎪⎝⎭ (2)02mv hs M g=【解析】 【分析】 【详解】试题分析:(1)设子弹穿过物块后物块的速度为V ,由动量守恒得 mv 0=m +MV ①解得②系统的机械能损失为ΔE =③由②③式得 ΔE =④(2)设物块下落到地面所需时间为t ,落地点距桌面边缘的水平距离为s ,则⑤s=Vt ⑥ 由②⑤⑥得 S =⑦考点:动量守恒定律;机械能守恒定律.点评:本题采用程序法按时间顺序进行分析处理,是动量守恒定律与平抛运动简单的综合,比较容易.4.(1)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应,当温度达到108K 时,可以发生“氦燃烧”。
物理动量守恒定律练习题20篇一、高考物理精讲专题动量守恒定律1.在图所示足够长的光滑水平面上,用质量分别为3kg和1kg的甲、乙两滑块,将仅与甲拴接的轻弹簧压紧后处于静止状态.乙的右侧有一挡板P.现将两滑块由静止释放,当弹簧恢复原长时,甲的速度大小为2m/s,此时乙尚未与P相撞.①求弹簧恢复原长时乙的速度大小;②若乙与挡板P碰撞反弹后,不能再与弹簧发生碰撞.求挡板P对乙的冲量的最大值.【答案】v乙=6m/s. I=8N【解析】【详解】(1)当弹簧恢复原长时,设甲乙的速度分别为和,对两滑块及弹簧组成的系统,设向左的方向为正方向,由动量守恒定律可得:又知联立以上方程可得,方向向右。
(2)乙反弹后甲乙刚好不发生碰撞,则说明乙反弹的的速度最大为由动量定理可得,挡板对乙滑块冲量的最大值为:2.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3.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.4.两个质量分别为0.3A m kg =、0.1B m kg =的小滑块A 、B 和一根轻质短弹簧,弹簧的一端与小滑块A 粘连,另一端与小滑块B 接触而不粘连.现使小滑块A 和B 之间夹着被压缩的轻质弹簧,处于锁定状态,一起以速度03/v m s =在水平面上做匀速直线运动,如题8图所示.一段时间后,突然解除锁定(解除锁定没有机械能损失),两滑块仍沿水平面做直线运动,两滑块在水平面分离后,小滑块B 冲上斜面的高度为 1.5h m =.斜面倾角o 37θ=,小滑块与斜面间的动摩擦因数为0.15μ=,水平面与斜面圆滑连接.重力加速度g 取210/m s .求:(提示:o sin 370.6=,o cos370.8=)(1)A 、B 滑块分离时,B 滑块的速度大小. (2)解除锁定前弹簧的弹性势能.【答案】(1)6/B v m s = (2)0.6P E J = 【解析】试题分析:(1)设分离时A 、B 的速度分别为A v 、B v , 小滑块B 冲上斜面轨道过程中,由动能定理有:2cos 1sin 2B B B Bm gh m gh m v θμθ+⋅= ① (3分)代入已知数据解得:6/B v m s = ② (2分)(2)由动量守恒定律得:0()A B A A B B m m v m v m v +=+ ③ (3分) 解得:2/A v m s = (2分) 由能量守恒得:2220111()222A B P A A B Bm m v E m v m v ++=+ ④ (4分) 解得:0.6P E J = ⑤ (2分)考点:本题考查了动能定理、动量守恒定律、能量守恒定律.5.如图,足够大的光滑水平面上固定着一竖直挡板,挡板前L 处静止着质量m 1=1kg 的小球A ,质量m 2=2kg 的小球B 以速度v 0运动,与小球A 正碰.两小球可看作质点,小球与小球及小球与挡板的碰撞时间忽略不计,且碰撞中均没有机械能损失.求(1)第1次碰撞后两小球的速度;(2)两小球第2次碰撞与第1次碰撞之间的时间; (3)两小球发生第3次碰撞时的位置与挡板的距离.【答案】(1)043v 013v 方向均与0v 相同 (2)065L v (3)9L 【解析】 【分析】(1)第一次发生碰撞,动量守恒,机械能守恒;(2)小球A 与挡板碰后反弹,发生第2次碰撞,分析好位移关系即可求解;(3)第2次碰撞过程中,动量守恒,机械能守恒,从而找出第三次碰撞前的初始条件,分析第2次碰后的速度关系,位移关系即可求解. 【详解】(1)设第1次碰撞后小球A 的速度为1v ,小球B 的速度为2v ,根据动量守恒定律和机械能守恒定律:201122m v m v m v =+222201122111222m v m v m v =+ 整理得:210122m v v m m =+,212012m m v v m m -=+解得1043v v =,2013v v =,方向均与0v 相同. (2)设经过时间t 两小球发生第2次碰撞,小球A 、B 的路程分别为1x 、2x ,则有11x v t =,22x v t =由几何关系知:122x x L += 整理得:065Lt v =(3)两小球第2次碰撞时的位置与挡板的距离:235x L x L =-= 以向左为正方向,第2次碰前A 的速度043A v v =,B 的速度为013B v v =-,如图所示.设碰后A 的速度为A v ',B 的速度为B v '.根据动量守恒定律和机械能守恒定律,有1212A B A B m v m v m v m v ''+=+; 2222121211112222A B AB m v m v m v m v ''+=+ 整理得:12212()2A B A m m v m v v m m -+'=+,21112()2B A B m m v m v v m m -+'=+解得:089A v v '=-,079B v v '=设第2次碰后经过时间t '发生第3次碰撞,碰撞时的位置与挡板相距x ',则B x x v t '''-=,A x x v t '''+=整理得:9x L '=6.如图所示,固定的凹槽水平表面光滑,其内放置U 形滑板N ,滑板两端为半径R=0.45m 的1/4圆弧面.A 和D 分别是圆弧的端点,BC 段表面粗糙,其余段表面光滑.小滑块P 1和P 2的质量均为m .滑板的质量M=4m ,P 1和P 2与BC 面的动摩擦因数分别为μ1=0.10和μ2=0.20,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力.开始时滑板紧靠槽的左端,P 2静止在粗糙面的B 点,P 1以v 0=4.0m/s 的初速度从A 点沿弧面自由滑下,与P 2发生弹性碰撞后,P 1处在粗糙面B 点上.当P 2滑到C 点时,滑板恰好与槽的右端碰撞并与槽牢固粘连,P 2继续运动,到达D 点时速度为零.P 1与P 2视为质点,取g=10m/s 2.问:(1)P 1和P 2碰撞后瞬间P 1、P 2的速度分别为多大? (2)P 2在BC 段向右滑动时,滑板的加速度为多大? (3)N 、P 1和P 2最终静止后,P 1与P 2间的距离为多少?【答案】(1)10v '=、25m/s v '= (2)220.4m/s a = (3)△S=1.47m 【解析】试题分析:(1)P 1滑到最低点速度为v 1,由机械能守恒定律有:22011122mv mgR mv += 解得:v 1=5m/sP 1、P 2碰撞,满足动量守恒,机械能守恒定律,设碰后速度分别为1v '、2v ' 则由动量守恒和机械能守恒可得:112mv mv mv ''=+ 222112111222mv mv mv ''=+ 解得:10v '=、25m/s v '= (2)P 2向右滑动时,假设P 1保持不动,对P 2有:f 2=μ2mg=2m (向左) 设P 1、M 的加速度为a 2;对P 1、M 有:f=(m+M )a 22220.4m/s 5f ma m M m===+ 此时对P 1有:f 1=ma 2=0.4m <f m =1.0m ,所以假设成立. 故滑块的加速度为0.4m/s 2;(3)P 2滑到C 点速度为2v ',由2212mgR mv '= 得23m/s v '= P 1、P 2碰撞到P 2滑到C 点时,设P 1、M 速度为v ,由动量守恒定律得:22()mv m M v mv '=++ 解得:v=0.40m/s 对P 1、P 2、M 为系统:222211()22f L mv m M v '=++ 代入数值得:L=3.8m滑板碰后,P 1向右滑行距离:2110.08m 2v s a ==P 2向左滑行距离:22222.25m 2v s a '==所以P 1、P 2静止后距离:△S=L-S 1-S 2=1.47m考点:考查动量守恒定律;匀变速直线运动的速度与位移的关系;牛顿第二定律;机械能守恒定律.【名师点睛】本题为动量守恒定律及能量关系结合的综合题目,难度较大;要求学生能正确分析过程,并能灵活应用功能关系;合理地选择研究对象及过程;对学生要求较高.7.28.如图所示,质量为m a=2kg的木块A静止在光滑水平面上。
A B C 动量守恒定律练习题1.如图所示:在水平面上放置质量为M=800g 的木块,一质量为m=50g 的子弹以v 0=170m/s 的水平速度射入木块,最终与木块一起运动,若木块与地面间的动摩擦因数 =0.2,求木块在地面上滑行的距离。
(g 取10m/s 2)2.两磁铁各放在一辆小车上,小车能在水平面上无摩擦地沿同一直线运动。
已知甲车和磁铁的总质量为0.5kg ,乙车和磁铁的总质量为1.0kg 。
两磁铁的N 极相对,推动一下,使两车相向运动。
某时刻甲的速率为2m/s ,乙的速率为3m/s ,方向与甲相反。
两车运动过程中始终未相碰。
求:(1)两车最近时,乙的速度为多大?(2)甲车开始反向运动时,乙的速度为多大?3.如图所示,木板A 质量m A =1kg ,足够长的木板B 质量m B =4kg ,质量为m C =2kg 的 木块C 置于木板B 上,水平面光滑,B 、C 之间有摩擦。
现使A 以v 0=10m/s 的初速度向右运动,与B 碰撞后以4m/s 速度弹回。
求: (1)B 运动过程中的最大速度。
(2)C 运动过程中的最大速度。
4、两物块A 、B 用轻弹簧相连,质量均为2 kg ,初始时弹簧处于原长,A 、B 两物块都以v =6 m /s 的速度在光滑的水平地面上运动,质量4 kg 的物块C 静止在前方,如图所示。
B 与C 碰撞后二者会粘在一起运动。
求在以后的运动中:(1)当弹簧的弹性势能最大时,物块A 的速度为多大? (2)系统中弹性势能的最大值是多少? *(3)A 物块的速度有可能向左吗?简略说明理由5.如图所示,甲车质量为kg m 21=,静止在光滑水平面上,上表面光滑,右端放一个质量为kg m 1=的小物体. 乙车质量为kg m 42=,以s m v /50=的速度向左运动,与甲车碰撞后,甲车获得s m v /81=的速度,物体滑到乙车上. 若乙车足够长,上表面与物体的动摩擦因数为2.0=μ,求: (1)甲、乙两车碰后瞬间,乙车的速度;(2)物体在乙车表面上滑行多长时间相对乙车静止?(取2/10s m g =)6、如图所示,光滑半圆轨道竖直放置,半径为R ,一水平轨道与圆轨道相切,在水平光滑轨道上停着一个质量为M = 0.99kg 的木块,一颗质量为m = 0.01kg 的子弹,以v o = 400m/s 的水平速度射入木块中,然后一起运动到轨道最高点水平抛出,当圆轨道半径R 多大时,平抛的水平距离最大? 最大值是多少? (g 取10m/s 2)7. 如图所示,在距水平地面高h =0.80m 的水平桌面一端的边缘放置一个质量m =0.80kg 的木块B ,桌面的另一端有一块质量M =1.0kg 的木块A 以初速度v 0=4.0m/s 开始向着木块B 滑动,经过时间t =0.80s 与B 发生碰撞,碰后两木块都落到地面上。
木块B 离开桌面后落到地面上的D 点。
设两木块均可以看作质点,它们的碰撞时间极短,且已知D 点距桌面边缘的水平距离s =0.60m ,木块A 与桌面间的动摩擦因数μ=0.25,重力加速度取g =10m/s 2。
求:(1)两木块碰撞前瞬间,木块A 的速度大小; (2)木块B 离开桌面时的速度大小;(3)木块A 落到地面上的位置与D 点之间的距离。
8.如图所示,abc 是光滑的轨道,其中ab 是水平的,bc 为与ab相切的位于竖直平面内的半圆,半径R=0.30 m,质量m=0.20 kg的小球A静止在轨道上,另一质量M=0.60 kg,速度v0=5.5 m/s的小球B与小球A正碰.已知相碰后小球A经过半圆的最高点c落到轨道上距b点为l=42R处,重力加速度g=10 m/s(1)碰撞结束后,小球A和B的速度的大小;(2)试论证小球B是否能沿着半圆轨道到达c点.9.如图所示,在小车的右端高h=0.20m的支架上固定着一个半径为R的1/4圆弧光滑导轨,一质量为研= 0.2kg的物体从圆弧的顶端无摩擦地滑下,离开圆弧后刚好落到车的左端边沿,车与支架的总质量M=2kg,车身长L=0.22m,车与水平地面间的摩擦不计,重力加速度g =10m/s2,求:(1) 小球离开圆弧轨道下降高度h.所用的时间;(2) 小球滑到圆弧底端时小球和车的速度大小;(3) 圆弧半径R。
10.如图,质量为m的b球用长h的细绳悬挂于水平轨道BC的出口C处。
质量也为m的小球a,从距BC高h的A处由静止释放,沿ABC光滑轨道滑下,在C处与b球正碰并与b粘在一起。
已知BC轨道距地面的高度为0.5h,悬挂b球的细绳能承受的最大拉力为2.8mg。
试问:(1)a与b球碰前瞬间的速度多大?(2)a、b两球碰后,细绳是否会断裂?若细绳断裂,小球在DE水平面上的落点距C的水平距离是多少?若细绳不断裂,小球最高将摆多高?11.如图所示,水平桌面的右端有一质量为m的物块B,用长为L的不可伸长的细线悬挂,B对水平桌面压力刚好为零,水平桌面离地面的高度为h=5.0m,另一质量为2m的物块A在距水平桌面的右端s= 4.0m处以v0=5.0m/s的水平初速度向右运动,并与B发生弹性碰撞,已知A与桌面间的动摩擦因数为μ=0.2,物块均可视为质点,取g=10m/S2。
(1)求A 与B 碰撞前的速度大小;(2)求碰撞后A 的落地点与桌面右端的水平距离x ;(3)要使物块A 与物块B 碰后,悬挂的细线始终有拉力,试求细线的长度L 。
12.如图所示 ,粗糙斜面与光滑水平面通过半径可忽略的光滑小圆弧平滑连接,斜面倾角 θ = 37°,A 、C 、D 滑块的质量为 m A= m C= m D = m = 1 kg ,B 滑块的质量 m B = 4 m = 4 kg (各滑块均视为质点)。
A 、B 间夹着质量可忽略的火药。
K 为处于原长的轻质弹簧,两端分别连接住B 和C 。
现点燃火药(此时间极短且不会影响各物体的质量和各表面的光滑程度),此后,发现A 与D 相碰后粘在一起,接着沿斜面前进了L = 0.8 m 时速度减为零,此后设法让它们不再滑下。
已知滑块A 、D 与斜面间的动摩擦因数均为 μ = 0.5,取 g = 10 m/s 2,sin37°= 0.6,cos37°= 0.8。
求: (1)火药炸完瞬间A 的速度v A ;(2)滑块B 、C 和弹簧K 构成的系统在相互作用过程中,弹簧的最大弹性势能E p 。
(弹簧始终未超出弹性限度)。
1.解:v m M mv )(0+=① 得s m mM mv v /100=+=②gs m M v m M )()(212+=+μ③ 得m s 25=④评分标准:本题共8分,①②③④各2分。
2.(1)两车相距最近时,两车的速度相同,设该速度为υ,取乙车的速度方向为正方向。
由动量守恒定律得 υυυ)(乙甲甲甲乙乙m m m m +=-(3分)所以两车最近时,乙车的速度为s m s m s m m m m /33.1/34/15.025.031≈=+⨯-⨯=+-=乙甲甲甲乙乙υυυυ (2分)(2)甲车开始反向时,其速度为0,设此时乙车的速度为乙υ',由动量守恒定律得乙乙υm -乙乙甲甲υυ'=m m (3分)得s m s m m m m /2/125.031=⨯-⨯=-='乙甲甲乙乙乙υυυ(2分)3解:(1)B 碰后瞬间速度最大,由动量守恒定律得:B B A A A v m v m v m +'-=)(0 (3分)∴s m s m m v v m v B A A B /5.3/4)410(1)(0=+⨯='+= (1分)(2)B 、C 以共同速度运动时,C 速度最大,由动量守恒定律得C C B B B v m m v m )(+= (3分)∴s m s m m m v m v C B B B B /37/245.34=+⨯=+=(1分)4、答案:(1)当A 、B 、C 三者的速度相等时弹簧的弹性势能最大.(2分由A 、B 、C 三者组成的系统动量守恒,()()A B A B C ABC m m v m m m v +=++ (1分 解得 (22)6/3/224ABC v m s m s +⨯==++(2分(2)B 、C 碰撞时B 、C 组成的系统动量守恒,设碰后瞬间B 、C 两者速度为BC v ,则m B v =(m B +m C ) BC v BC v =4262+⨯(1分)设物ABC速度相同时弹簧的弹性势能最大为E p ,根据能量守恒E p =21(m B +m C )2BC v +21m A v 2-21(m A +m B +m C ) 2ABC v =21×(2+4)×22+21×2×62-21×(2+2+4)×32=12 J (3分(3) A 不可能向左运动(1分取向右为正,由系统动量守恒,()()A B A A B C BC m m v m v m m v ''+=++ 若 A 向左,A v '<0,即得BC v '>4 m/s(1分) 则A 、B 、C 动能之和2211()4822A AB C BC E m v m m v J '''=++> (1分) 而系统的总机械能E =E p +21 (m A +m B +m C )2ABC v =12+36=48 J (1分根据能量守恒定律,E '>E 是不可能的(1分)5解析:(1)乙车与甲车碰撞过程中,小物体仍保持静止,甲、乙组成的系统动量守恒, 112202v m v m v m += 乙车速度为s m m v m v m v /148254211022=⨯-⨯=-=,方向仍向左(2)小物体m 在乙上滑至两者有共同速度的过程中动量守恒:V m m v m )(222+= 有 s m m m v m V /8.04114222=+⨯=+=,对小物体m 是作匀加速直线运动,应用牛顿第二定律得a=μg又有s g V a V t 4.0//===μ6、 对子弹和木块应用动量守恒定律:10)(ννM m m += (2分) 所以 s m /41=ν (2分)对子弹、木块由水平轨道到最高点应用机械能守恒定律,取水平面为零势能面:有R g M m M m M m 2)()(21)(212221⋅+++=+νν (4分) 所以 R 40162-=ν (2分)由平抛运动规律有:2212gt R =……① (2分) t S 2ν= …… ② (2分)解①、②两式有 1041042RR S +-⋅= (2分)所以,当R = 0.2m 时水平距离最大 (2分) 最大值S max = 0.8m 。