高中物理-动量守恒定律测试题
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一、选择题1.(0分)[ID :127073]一水龙头的出水口竖直向下,横截面积为S ,且离地面高度为h 。
水从出水口均匀流出时的速度大小为v 0,在水落到水平地面后,在竖直方向的速度变为零,并沿水平方向朝四周均匀散开。
已知水的密度为ρ,重力加速度大小为g 。
水和地面的冲击时间很短,重力影响可忽略。
不计空气阻力和水的粘滞阻力。
则( )A .单位时间内流出水的质量为2S gh ρB .单位时间内流出水的质量为202S v gh ρ+C .地面受到水的冲击力大小为02Sv gh ρD .地面受到水的冲击力大小为2002Sv v gh ρ+2.(0分)[ID :127072]如图所示,质量相等的A 、B 两个球,原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动,A 球的速度是6 m/s ,B 球的速度是-2 m/s ,A 、B 两球发生对心碰撞。
对于该碰撞之后的A 、B 两球的速度可能值,某实验小组的同学们做了很多种猜测,下面的猜测结果一定无法实现的是( )A .v A ′=-2 m/s ,vB ′=6 m/sB .v A ′=2 m/s ,v B ′=2 m/sC .v A ′=1 m/s ,v B ′=3 m/sD .v A ′=-3 m/s ,v B ′=7 m/s 3.(0分)[ID :127069]人从高处跳到较硬的水平地面时,为了安全,一般都是让脚尖先触地且着地时要弯曲双腿,这是为了( )A .减小地面对人的冲量B .减小人的动量的变化C .增加地面对人的冲击时间D .增大人对地面的压强 4.(0分)[ID :127066]在冰壶比赛中,球员手持毛刷擦刷冰面,可以改变冰壶滑行时受到的阻力。
如图a 所示,蓝壶静止在圆形区域内,运动员用等质量的红壶撞击蓝壶,两壶发生正碰。
若碰撞前、后两壶的v —t 图象如图b 所示。
关于冰壶的运动,下列说法正确的是( )A .碰撞后过程中,蓝壶受到的阻力比红壶的大B .碰撞后,蓝壶的运动的时间为6sC .碰撞后两壶相距的最远距离为1.1mD .两壶碰撞是弹性碰撞5.(0分)[ID :127059]如图所示,小球A 质量为2m ,小球B 质量为m ,小球B 置于光滑水平面上,小球A 从高为h 处由静止摆下到达最低点恰好与相撞,并粘合在一起继续摆动,若不计空气阻力,它们能上升的最大高度是( )A .hB .49hC .14hD .18h 6.(0分)[ID :127058]动量相等的甲、乙两车刹车后分别沿两水平路面滑行。
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。
一、选择题1.如图所示,体积相同的匀质小球A和B并排悬挂,静止时悬线平行,两球刚好接触,悬点到球心的距离均为L,B球悬线右侧有一固定的光滑小铁钉P,O2P=3 4L。
现将A向左拉开60°角后由静止释放,A到达最低点时与B发生弹性正碰,碰后B做圆周运动恰能通过P点的正上方。
已知A的质量为m,取3=1.73,5=2.24,则B的质量约为()A.0.3m B.0.8mC.m D.1.4m B解析:B设A碰前的速度大小为v,碰撞后A、B球的速度分别为v1、v2,B通过最高点时的速度大小为v3,根据机械能守恒定律有mg(L–L cos60°)=12mv2得gLA、B发生弹性正碰,则mv=mv1+m2v212mv2=1221mv+12222m v得v2=22mvm m碰后B上摆到最高点的过程,有12222m v=m2g12L+12223m vB恰好能通过最高点,则m2g=m2234vL解得m2=(455–1)m≈0.8m故选B。
2.假设将来某宇航员登月后,在月球表面完成下面的实验:在固定的竖直光滑圆轨道内部最低点静止放置一个质量为m 的小球(可视为质点),如图所示,当给小球一瞬时冲量I 时,小球恰好能在竖直平面内做完整的圆周运动。
已知圆轨道半径为r ,月球的半径为R ,则月球的第一宇宙速度为( )A 5I Rm rB I R m rC I r m RD 5I rm RA解析:A小球获得瞬时冲量I 的速度为v 0,有00I p mv ∆=-=而小球恰好通过圆周的最高点,满足只有重力提供向心力2v mg m r=从最低点到最高点由动能定理可知220112=22mg r mv mv -⨯-解得22=5I g rm 月球的近地卫星最小发射速度即为月球的第一宇宙速度,满足21=v m g m R''解得15I Rv m r=故A 正确,BCD 错误。
故选A 。
3.人和冰车的总质量为M ,另一木球质量为m ,且M ∶m =31∶2。
高中物理动量守恒定律题20套(带答案)含解析一、高考物理精讲专题动量守恒定律1.如图所示,小明站在静止在光滑水平面上的小车上用力向右推静止的木箱,木箱最终以速度v 向右匀速运动.已知木箱的质量为m ,人与车的总质量为2m ,木箱运动一段时间后与竖直墙壁发生无机械能损失的碰撞,反弹回来后被小明接住.求:(1)推出木箱后小明和小车一起运动的速度v 1的大小; (2)小明接住木箱后三者一起运动的速度v 2的大小. 【答案】①2v;②23v 【解析】试题分析:①取向左为正方向,由动量守恒定律有:0=2mv 1-mv 得12v v =②小明接木箱的过程中动量守恒,有mv+2mv 1=(m+2m )v 2 解得223v v =考点:动量守恒定律2.如图:竖直面内固定的绝缘轨道abc ,由半径R =3 m 的光滑圆弧段bc 与长l =1.5 m 的粗糙水平段ab 在b 点相切而构成,O 点是圆弧段的圆心,Oc 与Ob 的夹角θ=37°;过f 点的竖直虚线左侧有方向竖直向上、场强大小E =10 N/C 的匀强电场,Ocb 的外侧有一长度足够长、宽度d =1.6 m 的矩形区域efgh ,ef 与Oc 交于c 点,ecf 与水平向右的方向所成的夹角为β(53°≤β≤147°),矩形区域内有方向水平向里的匀强磁场.质量m 2=3×10-3 kg 、电荷量q =3×l0-3 C 的带正电小物体Q 静止在圆弧轨道上b 点,质量m 1=1.5×10-3 kg 的不带电小物体P 从轨道右端a 以v 0=8 m/s 的水平速度向左运动,P 、Q 碰撞时间极短,碰后P 以1 m/s 的速度水平向右弹回.已知P 与ab 间的动摩擦因数μ=0.5,A 、B 均可视为质点,Q 的电荷量始终不变,忽略空气阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度大小g =10 m/s 2.求:(1)碰后瞬间,圆弧轨道对物体Q 的弹力大小F N ;(2)当β=53°时,物体Q 刚好不从gh 边穿出磁场,求区域efgh 内所加磁场的磁感应强度大小B 1;(3)当区域efgh 内所加磁场的磁感应强度为B 2=2T 时,要让物体Q 从gh 边穿出磁场且在磁场中运动的时间最长,求此最长时间t 及对应的β值.【答案】(1)24.610N F N -=⨯ (2)1 1.25B T = (3)127s 360t π=,001290143ββ==和 【解析】 【详解】解:(1)设P 碰撞前后的速度分别为1v 和1v ',Q 碰后的速度为2v 从a 到b ,对P ,由动能定理得:221011111-22m gl m v m v μ=- 解得:17m/s v =碰撞过程中,对P ,Q 系统:由动量守恒定律:111122m v m v m v '=+取向左为正方向,由题意11m/s v =-', 解得:24m/s v =b 点:对Q ,由牛顿第二定律得:2222N v F m g m R-=解得:24.610N N F -=⨯(2)设Q 在c 点的速度为c v ,在b 到c 点,由机械能守恒定律:22222211(1cos )22c m gR m v m v θ-+=解得:2m/s c v =进入磁场后:Q 所受电场力22310N F qE m g -==⨯= ,Q 在磁场做匀速率圆周运动由牛顿第二定律得:2211c c m v qv B r =Q 刚好不从gh 边穿出磁场,由几何关系:1 1.6m r d == 解得:1 1.25T B = (3)当所加磁场22T B =,2221m cm v r qB == 要让Q 从gh 边穿出磁场且在磁场中运动的时间最长,则Q 在磁场中运动轨迹对应的圆心角最大,则当gh 边或ef 边与圆轨迹相切,轨迹如图所示:设最大圆心角为α,由几何关系得:22cos(180)d rr α-︒-= 解得:127α=︒ 运动周期:222m T qB π=则Q 在磁场中运动的最长时间:222127127•s 360360360m t T qB παπ===︒此时对应的β角:190β=︒和2143β=︒3.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 。
1.下列说法中正确的是 ( 填正确答案标号.选对 1 个得 3 分,选对 2 个得 4 分,选对 3 个得 6 分;每选错1 个扣 3 分,最低得分为0 分 )【答案】 C A .卢瑟福提出原子的核式结构模型建立的基础是 α粒子的散射实验【解析】B .发现天然放射现象的意义在于使人类认识到原子核具有复杂的结构v 2 v 0M ,选项 C 正确.在用气垫导轨和光电门传感器做验证动量守恒定律的实验中,在两滑块相碰的端面上装不装上弹性碰试题分析:根据动量守恒定律可知:Mv 0 (Mm)v 2 mv 1 ,解得: mCv 2v 1撞架,不会影响动量是否守恒D .原子核内的某一核子与其他核子间都有核力作用考点:动量守恒定律 .E .氢原子的核外电子,在由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近的轨道的过程中,放出光子,电子动能 4.质量为 m 的小球 P 以大小为 v 的速度与质量为3m 的静止小球 Q 发生正碰, 碰后小球 P 以大小为v增加,原子的电势能增加【答案】 ABC 度被反弹,则正碰后小球 Q 的速度大小是()【解析】A . 2vB.vC.vD.vA 正确;发现天然放射试题分析:卢瑟福提出原子的核式结构模型建立的基础是 α 粒子的散射实验,选项2 3 6现象的意义在于使人类认识到原子核具有复杂的结构,选项 B 正确;在用气垫导轨和光电门传感器做验证【答案】 B 动量守恒定律的实验中,在两滑块相碰的端面上装不装上弹性碰撞架,不会影响动量是否守恒,因为滑块【解析】和导轨间无摩擦力,选项C 正确;核力与万有引力、库伦力的性质不同,核力是短程力,作用范围在1.5 试 题 分 析 : 小 球 P 和 Q 的 正 碰 满 足 动 量 守 恒 定 律 ( 设 小 球 P 的 运 动 方 向 为 正 方 向 ),× 10-15 m ,原子核的半径数量级在 10-15 m ,所以核力只存在于相邻的核子之间,选项D 错误;氢原子的核外mv 0mv3m v ,解得: vv,故选 B 。
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。
高中物理动量守恒定律专项训练100(附答案)一、高考物理精讲专题动量守恒定律1.如图所示,在倾角为30°的光滑斜面上放置一质量为m 的物块B ,B 的下端连接一轻质弹簧,弹簧下端与挡板相连接,B 平衡时,弹簧的压缩量为x 0,O 点为弹簧的原长位置.在斜面顶端另有一质量也为m 的物块A ,距物块B 为3x 0,现让A 从静止开始沿斜面下滑,A 与B 相碰后立即一起沿斜面向下运动,但不粘连,它们到达最低点后又一起向上运动,并恰好回到O 点(A 、B 均视为质点),重力加速度为g .求:(1)A 、B 相碰后瞬间的共同速度的大小; (2)A 、B 相碰前弹簧具有的弹性势能;(3)若在斜面顶端再连接一光滑的半径R =x 0的半圆轨道PQ ,圆弧轨道与斜面相切 于最高点P ,现让物块A 以初速度v 从P 点沿斜面下滑,与B 碰后返回到P 点还具有向上的速度,则v 至少为多大时物块A 能沿圆弧轨道运动到Q 点.(计算结果可用根式表示) 【答案】20132v gx =014P E mgx =0(2043)v gx =+【解析】试题分析:(1)A 与B 球碰撞前后,A 球的速度分别是v 1和v 2,因A 球滑下过程中,机械能守恒,有: mg (3x 0)sin30°=12mv 12 解得:103v gx =又因A 与B 球碰撞过程中,动量守恒,有:mv 1=2mv 2…② 联立①②得:21011322v v gx ==(2)碰后,A 、B 和弹簧组成的系统在运动过程中,机械能守恒. 则有:E P +12•2mv 22=0+2mg•x 0sin30° 解得:E P =2mg•x 0s in30°−12•2mv 22=mgx 0−34mgx 0=14mgx 0…③ (3)设物块在最高点C 的速度是v C ,物块A 恰能通过圆弧轨道的最高点C 点时,重力提供向心力,得:2c v mg m R=所以:0c v gR gx == C 点相对于O 点的高度: h=2x 0sin30°+R+Rcos30°=(43)+x 0…⑤ 物块从O 到C 的过程中机械能守恒,得:12mv o 2=mgh+12mv c 2…⑥ 联立④⑤⑥得:0(53)o v gx +=…⑦ 设A 与B 碰撞后共同的速度为v B ,碰撞前A 的速度为v A ,滑块从P 到B 的过程中机械能守恒,得:12mv 2+mg (3x 0sin30°)=12mv A 2…⑧ A 与B 碰撞的过程中动量守恒.得:mv A =2mv B …⑨ A 与B 碰撞结束后从B 到O 的过程中机械能守恒,得:12•2mv B 2+E P =12•2mv o 2+2mg•x 0sin30°…⑩ 由于A 与B 不粘连,到达O 点时,滑块B 开始受到弹簧的拉力,A 与B 分离. 联立⑦⑧⑨⑩解得:033v gx =考点:动量守恒定律;能量守恒定律【名师点睛】分析清楚物体运动过程、抓住碰撞时弹簧的压缩量与A 、B 到达P 点时弹簧的伸长量相等,弹簧势能相等是关键,应用机械能守恒定律、动量守恒定律即可正确解题.2.如图所示,质量M=1kg 的半圆弧形绝缘凹槽放置在光滑的水平面上,凹槽部分嵌有cd 和ef 两个光滑半圆形导轨,c 与e 端由导线连接,一质量m=lkg 的导体棒自ce 端的正上方h=2m 处平行ce 由静止下落,并恰好从ce 端进入凹槽,整个装置处于范围足够大的竖直方向的匀强磁场中,导体棒在槽内运动过程中与导轨接触良好。
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.如图所示,一质量m 1=0.45kg 的平顶小车静止在光滑的水平轨道上.车顶右端放一质量m 2=0.4 kg 的小物体,小物体可视为质点.现有一质量m 0=0.05 kg 的子弹以水平速度v 0=100 m/s 射中小车左端,并留在车中,已知子弹与车相互作用时间极短,小物体与车间的动摩擦因数为μ=0.5,最终小物体以5 m/s 的速度离开小车.g 取10 m/s 2.求:(1)子弹从射入小车到相对小车静止的过程中对小车的冲量大小.(2)小车的长度.【答案】(1)4.5N s ⋅ (2)5.5m【解析】①子弹进入小车的过程中,子弹与小车组成的系统动量守恒,有:0011()o m v m m v =+,可解得110/v m s =;对子弹由动量定理有:10I mv mv -=-, 4.5I N s =⋅ (或kgm/s);②三物体组成的系统动量守恒,由动量守恒定律有:0110122()()m m v m m v m v +=++;设小车长为L ,由能量守恒有:22220110122111()()222m gL m m v m m v m v μ=+-+- 联立并代入数值得L =5.5m ;点睛:子弹击中小车过程子弹与小车组成的系统动量守恒,由动量守恒定律可以求出小车的速度,根据动量定理可求子弹对小车的冲量;对子弹、物块、小车组成的系统动量守恒,对系统应用动量守恒定律与能量守恒定律可以求出小车的长度.2.一质量为0.5kg 的小物块放在水平地面上的A 点,距离A 点5m 的位置B 处是一面墙,如图所示,物块以v 0=9m/s 的初速度从A 点沿AB 方向运动,在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7m/s ,碰后以6m/s 的速度反向运动直至静止.g 取10m/s 2.(1)求物块与地面间的动摩擦因数μ;(2)若碰撞时间为0.05s ,求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F .【答案】(1)0.32μ= (2)F =130N【解析】试题分析:(1)对A 到墙壁过程,运用动能定理得:,代入数据解得:μ=0.32.(2)规定向左为正方向,对碰墙的过程运用动量定理得:F △t=mv′﹣mv ,代入数据解得:F=130N .3.滑冰是青少年喜爱的一项体育运动。
高中物理-动量守恒定律测试题一、动量守恒定律 选择题1.在采煤方法中,有一种方法是用高压水流将煤层击碎而将煤采下.今有一采煤用水枪,由枪口射出的高压水流速度为v .设水的密度为ρ,水流垂直射向煤层表面,若水流与煤层作用后速度减为零,则水在煤层表面产生的压强为( )A .2v ρB .2 2v ρC .2 v ρD .22v ρ2.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2m3.如图所示,将一光滑的、质量为4m 、半径为R 的半圆槽置于光滑水平面上,在槽的左侧紧挨着一个质量为m 的物块.今让一质量也为m 的小球自左侧槽口A 的正上方高为R 处从静止开始落下,沿半圆槽切线方向自A 点进入槽内,则以下结论中正确的是( )A .小球在半圆槽内第一次由A 到最低点B 的运动过程中,槽的支持力对小球做负功 B .小球第一次运动到半圆槽的最低点B 时,小球与槽的速度大小之比为41︰C .小球第一次在半圆槽的最低点B 时对槽的压力为133mg D .物块最终的动能为15mgR 4.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 g5.如图所示,质量为m 的小球从距离地面高度为H 的A 点由静止释放,落到地面上后又陷入泥潭中,由于受到阻力作用,到达距地面深度为h 的B 点时速度减为零不计空气阻力,重力加速度为g 。
则关于小球下落过程中,说法正确的是A .整个下落过程中,小球的机械能减少了mgHB .整个下落过程中,小球克服阻力做的功为mg (H +h )C .在陷入泥潭过程中,小球所受阻力的冲量大于mD .在陷入泥潭过程中,小球动量的改变量的大小等于m6.如图,质量分别为m A 、m B 的两个小球A 、B 静止在地面上方,B 球距地面的高度h =0.8m ,A 球在B 球的正上方. 先将B 球释放,经过一段时间后再将A 球释放. 当A 球下落t =0.3s 时,刚好与B 球在地面上方的P 点处相碰,碰撞时间极短,碰后瞬间A 球的速度恰为零.已知m B =3m A ,重力加速度大小为g =10 m/s 2,忽略空气阻力及碰撞中的动能损失.下列说法正确的是( )A .B 球第一次到达地面时的速度为4m/sB .A 、B 球在B 球向上运动的过程中发生碰撞C .B 球与A 球碰撞后的速度为1m/sD .P 点距离地面的高度0.75m7.如图所示,在同一水平面内有两根足够长的光滑水平平行金属导轨,间距为L=20cm,电阻不计,其左端连接一恒定电源,电动势为E,内阻不计,两导轨之间交替存在着磁感应强度为B=1T、方向相反的匀强磁场,同向磁场的宽度相同。
闭合开关后,一质量为m=0.1kg、接入电路的阻值为R=4Ω的导体棒恰能从磁场左边界开始垂直于导轨并与导轨接触良好一直运动下去,导体棒运动到第一个磁场的右边界时有最大速度,为5m/s,运动周期为T=21s,则下列说法正确的是()A.E=1VTB.导体棒在第偶数个磁场中运动的时间为2C.相邻两磁场的宽度差为5 mD.导体棒的速度随时间均匀变化8.一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9.如图所示,光滑的半圆槽置于光滑的地面上,且一定高度自由下落的小球m恰能沿半圆槽的边缘的切线方向滑入原先静止的槽内,对此情况,以下说法正确的是()A.小球第一次离开槽时,将向右上方做斜抛运动B.小球第一次离开槽时,将做竖直上抛运动C.小球离开槽后,仍能落回槽内,而槽将做往复运动D.槽一直向右运动10.四个水球可以挡住一颗子弹!如图所示,是央视《国家地理》频道的实验示意图,直径相同(约30cm左右)的4个装满水的薄皮气球水平固定排列,子弹射入水球中并沿水平线做匀变速直线运动,恰好能穿出第4个水球,气球薄皮对子弹的阻力忽略不计。
以下判断正确的是()A.子弹在每个水球中的速度变化相同B.每个水球对子弹做的功不同C .每个水球对子弹的冲量相同D .子弹穿出第3个水球的瞬时速度与全程的平均速度相等11.如图所示,光滑水平地面上有A 、B 两物体,质量都为m , B 左端固定一个处在压缩状态的轻弹簧,轻弹簧被装置锁定,当弹簧再受到压缩时锁定装置会失效。
A 以速率v 向右运动,当A 撞上弹簧后,设弹簧始终不超过弹性限度,关于它们后续的运动过程说法正确的是( )A .A 物体最终会静止,B 物体最终会以速率v 向右运动B .A 、B 系统的总动量最终将大于mvC .A 、B 系统的总动能最终将大于212mv D .当弹簧的弹性势能最大时A 、B 的总动能为214mv 12.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 v 0 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 v 0可能为( )A .gRB .2gRC .5gRD .35gR13.如图(a )所示,一根竖直悬挂的不可伸长的轻绳,下端拴一小物块A ,上端固定在C 点且与一能测量绳的拉力的测力传感器相连.已知有一质量为m 0的子弹B 以水平速度v 0射入A 内(未穿透),接着两者一起绕C 点在竖直面内做圆周运动。
在各种阻力都可忽略的条件下测力传感器测得绳的拉力F 随时间t 变化关系如图(b )所示,已知子弹射入的时间极短,且图(b )中t =0为A 、B 开始以相同的速度运动的时刻。
下列说法正确的是A .A 、B 一起在竖直面内做周期T =t 0的周期性运动B .A 的质量大小为06m F m m g=-C.子弹射入木块过程中所受冲量大小为000(6)m mm v F m g F - D .轻绳的长度为22002365m m v g F 14.如图,为一足够长的光滑水平面,右侧挡板C 与轻质弹簧一端相连,接触面均光滑的三角形斜劈A 静止放在水平面上,另一可视为质点的小球B 从斜劈顶端距地面高h 处静止释放,且3A m m =,B m m =,小球B 滑下后与弹簧作用后反向弹回,下列说法正确的有( )A .小球离开斜劈时两者水平位移3AB x x =B .小球下滑过程中,支持力对小球要做功C .弹簧可以获得的最大弹性势能为34mgh D .小球反向弹回后能追上斜劈,并滑上斜劈端h 高处15.如图所示,水平面(纸面)内有两条足够长的平行光滑金属导轨PQ 、MN ,导轨电阻不计,间距为L ;导轨之间有方向竖直向下(垂直于纸面向里)、大小为B 的匀强磁场;金属杆ab 、cd 质量均为m ,电阻均为R ,两杆静止在水平导轨上,间距为s 0。
t =0时刻开始金属杆cd 受到方向水平向右、大小为F 的恒定外力作用。
t =t 0时刻,金属杆cd 的速度大小为v ,此时撤去外力F ,下列说法正确的是( )A .t =t 0时刻,金属杆ab 的速度大小为0Ft v m- B .从t =0到t =t 0时间内,流过金属杆ab 的电荷量为0Ft BL C .最终两金属杆的间距为00222FRt s B L +D .最终两金属杆的间距为0022FRt s B L+ 16.如图所示,质量为2m 的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上,其水平直径AB 长度为2R ,现将质量为m 的小球从距A 点正上方h 0高处由静止释放,然后由A 点经过半圆轨道后从B 冲出,在空中能上升到距B 点所在水平线的最大高度为034h 处(不计空气阻力,小球可视为质点),则( )A.小球和小车组成的系统动量守恒B.小球离开小车后做斜上抛运动C.小车向左运动的最大距离为2 3 RD.小球第二次在空中能上升到距B点所在水平线的最大高度大于02h17.如图所示,锁定的A、B两球之间压缩一根轻弹簧,静置于光滑水平桌面上,已知A、B两球质量分别为2m和m.过程一:只解除B球锁定,B球被弹出落于距桌边水平距离为s的水平地面上;过程二:同时解除A、B两球锁定,则(两种情况下小球离开桌面前,弹簧均已恢复原长)()A.两种情况下B小球机械能增量均相同B.两过程中,在B球落地前A、B两小球及弹簧组成的系统机械能均守恒C.过程二中,B球的落地点距桌边水平距离为6 3sD.过程一和过程二中,弹簧对B球做功之比为3:218.如图,长木板M原来静止于光滑水平面上,木块m从长木板M的一端以初速度v0冲上木板,当m相对于M滑行7cm时,M向前滑行了4cm,则在此过程中()A.摩擦力对m与M的冲量大小之比等于11∶4B.m减小的动能与M增加的动能之比等于11∶4C.m与M系统损失的机械能与M增加的动能之比等于7∶4D.m减小的动能与m和M系统损失的机械能之比等于1∶119.如图所示,两条足够长、电阻不计的平行导轨放在同一水平面内,相距l。
磁感应强度大小为B的范围足够大的匀强磁场垂直导轨平面向下。
两根质量均为m、电阻均为r的导体杆a、b与两导轨垂直放置且接触良好,开始时两杆均静止。
已知b杆光滑与导轨间无摩擦力,a 杆与导轨间最大静摩擦力大小为F 0,现对b 杆施加一与杆垂直且大小随时间按图乙规律变化的水平外力 F ,已知在t 1 时刻,a 杆开始运动,此时拉力大小为F 1.则下列说正确的是( )A .当 a 杆开始运动时,b 杆的速度大小为0222F r B l B .在0~ t 1这段时间内,b 杆所受安培力的冲量大小为01122212mF r Ft B l - C .在t 1~ t 2 这段时间内,a 、b 杆的总动量增加了1221()()2F F t t +- D .a 、b 两杆最终速度将恒定,且a 、b 两杆速度大小之和不变,两杆速度大小之差等于t 1 时刻 b 杆速度大小20.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 ,PB ′=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/s二、动量守恒定律 解答题21.如图所示,在竖直平面内倾角37θ︒=的粗糙斜面AB 、粗糙水平地面BC 、光滑半圆轨道CD 平滑对接,CD 为半圆轨道的竖直直径。