动量守恒定律测试题含复习资料
- 格式:doc
- 大小:416.50 KB
- 文档页数:9
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。
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。
动量守恒定律及答案•选择题(共32小题)1.把一支枪水平固定在小车上,小车放在光滑的水平面上,枪发射出一颗子弹时,关于枪、弹、车,下列说法正确的是( 枪和弹组成的系统,动量守恒枪和车组成的系统,动量守恒 因为枪弹和枪筒之间的摩擦力很大,使系统的动量变化很大,故系统动量 守恒D .三者组成的系统,动量守恒,因为系统只受重力和地面支持力这两个外力 作用,这两个外力的合力为零2.静止的实验火箭,总质量为 M ,当它以对地速度为V 0喷出质量为△ m 的高温 气体后,火箭的速度为( ) A △叫B 皿口C △呱D △叫A. H-ArnB. — C — D. M-Ain3 .据新华社报道,2018年5月9日凌晨,我国长征系列运载火箭,在太原卫星 发射中心完或第274次发射任务,成功发射高分五号卫星,该卫星是世界上第一颗实现对大气和陆地综合观测的全谱段高光谱卫星。
最初静止的运载火箭点火后喷出质量为M 的气体后,质量为m 的卫星(含未脱离的火箭)的速度大小为V ,不计卫星受到的重力和空气阻力。
则在上述过程中,卫星所受冲 4.在光滑的水平面上有一辆平板车,一个人站在车上用大锤敲打车的左端(如图)。
在连续的敲打下,关于这辆车的运动情况,下列说法中正确的是()A .B . C. B . (M+m ) v C. (M - m ) V D . mv量大小为(A . Mv7•质量为m i =2kg 和m 2的两个物体在光滑的水平面上正碰,碰撞时间不计,其 X-1 (位移-时间)图象如图所示,贝U m2的质量等于( )A .由于大锤不断的敲打,小车将持续向右运动B .由于大锤与小车之间的作用力为内力,小车将静止不动C 在大锤的连续敲打下,小车将左右移动D .在大锤的连续敲打下,小车与大锤组成的系统,动量守恒,机械能守恒 5 .设a 、b 两小球相撞,碰撞前后都在同一直线上运动。
若测得它们相撞前的速 度为V a 、V b ,相撞后的速度为V a'、V b 可知两球的质量之比絆于( A . V — V B.C. V 一V6 .两个质量相等的小球在光滑水平面上沿同一直线同向运动,A 球的动量是 8kg?m/s ,B 球的动量是6kg?m/s , A 球追上B 球时发生碰撞,则碰撞后 A 、B 两球的动量可能为(A . P A =0,PB =l4kg?m/sB . p A =4kg?m/s ,p B =10kg?m/sC. p A =6kg?m/s , p B =8kg?m/sD . p A =7kg?m/s ,p B =8kg?m/sA. 3kg B . 4kg C. 5kg &如图所示,光滑水平面上,甲、乙两个球分别以大小为速度做相向运动,碰撞后两球粘在一起以 0.5m/s 的速度向左运动,则甲、乙 两球的质量之比为()9 .质量为1kg 的木板B 静止在水平面上,可视为质点的物块 A 从木板的左侧沿 木板上表面水平冲上木板,如图甲所示。
《动量守恒定律》测试题(含答案)一、动量守恒定律选择题1.—粒钢珠从静止状态开始自由下落,然后陷入泥潭中静止.若把在空中下落的过程称为过程Ⅰ,进入泥潭直到停止的过程称为过程Ⅱ, 不计空气阻力,则( )A.过程Ⅰ中的钢珠动量的改变量的大小大于过程Ⅱ中合力的冲量的大小B.过程Ⅱ中合力的冲量的大小等于过程Ⅰ中重力冲量的大小C.过程Ⅱ中钢珠克服阻力所做的功等于过程Ⅰ中重力做功D.过程Ⅰ中的钢珠动量的改变量小于过程Ⅱ中钢珠的重力的冲量2.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v0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/s2,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3J3.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m4.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/s5.一物体在外力的作用下从静止开始做直线运动,合外力方向不变,大小随时间的变化如图所示.设该物体在0t 和02t 时刻相对于出发点的位移分别是1x 和2x ,速度分别是1v 和2v ,合外力从开始至o t 时刻做的功是1W ,从0t 至02t 时刻做的功是2W ,则A .215x x =,213v v =B .1221,95x x v v ==C .2121,58x x W W ==D .2121,39v v W W ==6.A 、B 两球沿同一直线运动并发生正碰,如图所示为两球碰撞前后的位移—时间(x-t)图像,图中a 、b 分别为A 、B 两球碰撞前的图线,c 为碰撞后两球共同运动的图线.若A 球的质量2A m kg =,则由图可知下列结论正确的是( )A .A 、B 两球碰撞前的总动量为3 kg·m/sB .碰撞过程A 对B 的冲量为-4 N·sC .碰撞前后A 的动量变化为4kg·m/sD .碰撞过程A 、B 两球组成的系统损失的机械能为10 J7.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8.如图所示,光滑水平面上有一质量为m =1kg 的小车,小车右端固定一水平轻质弹簧,弹簧左端连接一质量为m 0=1kg 的物块,物块与上表面光滑的小车一起以v 0=5m/s 的速度向右匀速运动,与静止在光滑水平面上、质量为M =4kg 的小球发生弹性正碰,若碰撞时间极短,弹簧始终在弹性限度内.则( )A .碰撞结束时,小车的速度为3m/s ,速度方向向左B .从碰后瞬间到弹簧最短的过程,弹簧弹力对小车的冲量大小为4N·sC .小车的最小速度为1m/sD .在小车速度为1m/s 时,弹簧的弹性势能有最大值9.A 、B 两球沿同一直线运动并发生正碰,如图所示为两球碰撞前后的位移—时间(x-t)图像,图中a 、b 分别为A 、B 两球碰撞前的图线,c 为碰撞后两球共同运动的图线.若A 球的质量2A m kg ,则由图可知下列结论正确的是( )A .A 、B 两球碰撞前的总动量为3 kg·m/sB .碰撞过程A 对B 的冲量为-4 N·sC .碰撞前后A 的动量变化为4kg·m/sD .碰撞过程A 、B 两球组成的系统损失的机械能为10 J10.如图所示,足够长的光滑水平面上有一质量为2kg 的木板B ,质量为1kg 的木块C 叠放在B 的右端点,B 、C 均处于静止状态且B 、C 之间的动摩擦因数为μ = 0.1。
动量守恒定律试题(含答案)一、动量守恒定律 选择题1.如图所示,A 、B 、C 是三级台阶的端点位置,每一级台阶的水平宽度是相同的,其竖直高度分别为h 1、h 2、h 3,将三个相同的小球分别从A 、B 、C 三点以相同的速度v 0水平抛出,最终都能到达A 的下一级台阶的端点P 处,不计空气阻力。
关于从A 、B 、C 三点抛出的小球,下列说法正确的是( )A .在空中运动时间之比为t A ∶tB ∶tC =1∶3∶5B .竖直高度之比为h 1∶h 2∶h 3=1∶2∶3C .在空中运动过程中,动量变化率之比为AC A B P P P t t t::=1∶1∶1 D .到达P 点时,重力做功的功率之比P A :P B :P C =1:4:9 2.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F 0,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 223E mD .在A 离开竖直墙后,弹簧的弹性势能最大值为3E 3.如图所示,物体A 、B 的质量均为m =0.1kg ,B 静置于劲度系数k =100N/m 竖直轻弹簧的上端且B 不与弹簧连接,A 从距B 正上方h =0.2m 处自由下落,A 与B 相碰并粘在一起.弹簧始终在弹性限度内,g =10m/s 2.下列说法正确的是A .AB 组成的系统机械能守恒B .B 运动的最大速度大于1m/sC .B 物体上升到最高点时与初位置的高度差为0.05mD .AB 在最高点的加速度大小等于10m/s 24.如图所示,质量为M 、带有半径为R 的四分之一光滑圆弧轨道的滑块静置于光滑水平地面上,且圆弧轨道底端与水平面平滑连接,O 为圆心。
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。
物理动量守恒定律各地方试卷集合及解析 一、动量守恒定律 选择题 1.质量为M 的小船在平静的水面上以速率0v 向前匀速行驶,一质量为m 的救生员站在船上相对小船静止,水的阻力不计。
以下说法正确的是( )A .若救生员以速率u 相对小船水平向后跳入水中,则跳离后小船的速率为()00m v u v M ++B .若救生员以速率u 相对小船水平向后跳入水中,则跳离后小船的速率为0m v u M m ++ C .若救生员以速率u 相对小船水平向前跳入水中,则跳离后小船的速率为0m v u M m ++ D .若救生员以速率u 相对小船水平向前跳入水中,则跳离后小船的速率为0m v u M m-+ 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2m4.如图所示,质量为M 、带有半径为R 的四分之一光滑圆弧轨道的滑块静置于光滑水平地面上,且圆弧轨道底端与水平面平滑连接,O 为圆心。
高中物理:动量守恒定律一、选择题(在每小题给出的四个选项中. 1~8题只有一项符合题目要求; 9~11题有多项符合题目要求。
) 1.如图所示,跳水运动员从某一峭壁上水平跳出,跳入湖水中,已知运动员的质量m =70kg ,初速度v 0=5m/s 。
若经过1s 时,速度为v =5m/s ,则在此过程中,运动员动量的变化量为(g =10m/s 2,不计空气阻力): ( ) A. 700 kg·m/s B. 350 kg·m/s C. 350(-1) kg·m/s D. 350(+1) kg·m/s2.如图所示,光滑平面上有一辆质量为4m 的小车,车上左右两端分别站着甲、乙两人,他们的质量都是m ,开始两个人和车一起以速度v 0向右匀速运动.某一时刻,站在车右端的乙先以相对地面向右的速度v 跳离小车,然后站在车左端的甲以相对于地面向左的速度v 跳离小车.两人都离开小车后,小车的速度将是: ( ) A. 1.5v 0 B. v 0 C. 大于v 0,小于1.5v 0 D. 大于1.5v 03.如图所示,两个质量相等的物体,在同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止自由滑下到达斜面底端的过程中,相同的物理量是 : ( )A. 重力的冲量B. 弹力的冲量C. 到达底端的动量D. 到达底端的动能4.如图所示,竖直墙壁两侧固定着两轻质弹簧,水平面光滑,一弹性小球在两弹簧间往复运动,把小球和弹簧视为一个系统,则小球在运动过程中: ( ) A. 系统的动量守恒,动能守恒B. 系统的动量守恒,机械能守恒C. 系统的动量不守恒,机械能守恒D. 系统的动量不守恒,动能守恒5.A 、B 两物体发生正碰,碰撞前后物体A 、B 都在同一直线上运动,其位移—时间图象如图所示。
由图可知,物体A 、B 的质量之比为: ( ) A. 1∶1 B. 1∶2 C. 1∶3 D. 3∶16.在光滑水平地面上匀速运动的装有砂子的小车,小车和砂子总质量为M ,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.0Mv M m - C. 0mv M m - D. ()0M m v M-7.一个质量为0.5kg 的篮球从离地面5m 高处自由落下,与地面碰撞后上升的最大高度为3.2m ,设球与地面接触时间为0.2s ,则地面对球的平均作用力为(不计空气阻力,g 取10m/s 2): ( ) A. 30N B. 45N C. 50N D. 60N8.如图所示,在光滑水平面上停放质量为m装有弧形槽的小车。
高中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.水平放置长为L=4.5m 的传送带顺时针转动,速度为v =3m/s ,质量为m 2=3kg 的小球被长为1l m =的轻质细线悬挂在O 点,球的左边缘恰于传送带右端B 对齐;质量为m 1=1kg 的物块自传送带上的左端A 点以初速度v 0=5m/s 的速度水平向右运动,运动至B 点与球m 2发生碰撞,在极短的时间内以碰撞前速率的12反弹,小球向右摆动一个小角度即被取走。
已知物块与传送带间的滑动摩擦因数为μ=0.1,取重力加速度210m/s g =。
求:(1)碰撞后瞬间,小球受到的拉力是多大?(2)物块在传送带上运动的整个过程中,与传送带间摩擦而产生的内能是多少? 【答案】(1)42N (2)13.5J 【解析】 【详解】解:设滑块m1与小球碰撞前一直做匀减速运动,根据动能定理:221111011=22m gL m v m v μ--解之可得:1=4m/s v 因为1v v <,说明假设合理滑块与小球碰撞,由动量守恒定律:21111221=+2m v m v m v - 解之得:2=2m/s v碰后,对小球,根据牛顿第二定律:2222m v F m g l-=小球受到的拉力:42N F =(2)设滑块与小球碰撞前的运动时间为1t ,则()01112L v v t =+ 解之得:11s t =在这过程中,传送带运行距离为:113S vt m == 滑块与传送带的相对路程为:11 1.5X L X m ∆=-=设滑块与小球碰撞后不能回到传送带左端,向左运动最大时间为2t 则根据动量定理:121112m gt m v μ⎛⎫-=-⋅⎪⎝⎭解之得:22s t =滑块向左运动最大位移:121122m x v t ⎛⎫=⋅⋅ ⎪⎝⎭=2m 因为m x L <,说明假设成立,即滑块最终从传送带的右端离开传送带 再考虑到滑块与小球碰后的速度112v <v , 说明滑块与小球碰后在传送带上的总时间为22t在滑块与传送带碰撞后的时间内,传送带与滑块间的相对路程22212X vt m ∆==因此,整个过程中,因摩擦而产生的内能是()112Q m g x x μ=∆+∆=13.5J2.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 。
一、选择题1.一质量为m 的铁锤,以速度v 竖直打在木桩上,经过t ∆时间后停止,则在打击时间内,铁锤对木桩的平均冲力的大小是( ) A . mg t ∆ B .mv t∆ C .mvmg t+∆ D .mvmg t-∆ C 解析:C对铁锤应用动量定理,设木桩对铁锤的平均作用力为F ,以向上为正方向,则有()0()F mg t mv -∆=--解得mvmg F t+∆=由牛顿第三定律,铁锤对木桩的平均冲力大小为mvmg t+∆ 故选C 。
2.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C解析:C设人的质量为m ,着地前速度大小为v ,着地时间为t ,地面对人冲量大小为I ,作用力大小为F ,取竖直向下方向为正方向;AB .人着地过程,人的动量从一定值减到零,动量的变化量不变,根据动量定理得0mgt I mv -=-得到地面对人的冲量I mgt mv =+m 、v 一定,t 延长,则I 增大,故AB 错误;C .让脚尖先触地且着地时要弯曲双腿,增加地面对人的冲击时间,故C 正确;D .根据动量定理得0mgt Ft mv -=-得到mv F mg t=+t 增大,则F 减小,人对地面的压强减小,故D 错误; 故选C 。
3.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,在槽的左侧紧挨有一个质量为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R 处从静止开始落下,与半圆槽相切自A 点进入槽内,则以下结论中正确的是( )A .小球在半圆槽内第一次到最低点B 的运动过程中,槽的支持力对小球不做功 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4:1C .小球第一次从C 点滑出后将做竖直上抛运动D .物块最终的动能为15mgRD 解析:DA .小球从A 到B 的过程中,小球对半圆槽的压力方向向左下方,所以半圆槽要向左推动物块一起运动,因而小球参与了两个运动,一个是沿半圆槽的圆周运动,另一个是与半圆槽一起向左运动,小球所受支持力方向与速度方向并不垂直,而是大于90,故槽的支持力对小球做负功,故A 错误;B .由于小球、半圆槽和物块组成的系统在水平方向不受外力,故球、半圆槽和物块在水平方向动量守恒,取向右为正,则有12(4)0mv m m v -+=解得12:5:1v v =,故B 错误;CD .小球从A 到B 的过程,根据系统机械能守恒得2212112(4)22mg R mv m m v =++联立C 选选项中式子解得1103gR v =211053gR v =当小球从B 到C 的过程中,小球对半圆槽有向右下方的压力,半圆槽开始减速,与物块分离,则物块最终以211053gRv =221215k mgRE mv ==由于小球、半圆槽和物块组成的系统在水平方向不受外力,故球、半圆槽和物块在水平方向动量守恒,小球第一次到达C 点时,因为小物块速度不为0,则小球和半圆槽的水平速度也不可能为0,故小球第一次从C 点滑出后不可能做竖直上抛运动,故C 错误,D 正确。
(完整版)动量守恒定律练习题及答案动量守恒定律⼀、单选题(每题3分,共36分)1.下列关于物体的动量和动能的说法,正确的是 ( )A .物体的动量发⽣变化,其动能⼀定发⽣变化B .物体的动能发⽣变化,其动量⼀定发⽣变化C .若两个物体的动量相同,它们的动能也⼀定相同D .两物体中动能⼤的物体,其动量也⼀定⼤2.为了模拟宇宙⼤爆炸初期的情境,科学家们使⽤两个带正电的重离⼦被加速后,沿同⼀条直线相向运动⽽发⽣猛烈碰撞.若要使碰撞前重离⼦的动能经碰撞后尽可能多地转化为其他形式的能,应该设法使这两个重离⼦在碰撞前的瞬间具有 ( ) A .相同的速度 B .相同⼤⼩的动量 C .相同的动能 D .相同的质量3.质量为M 的⼩车在光滑⽔平⾯上以速度v 向东⾏驶,⼀个质量为m 的⼩球从距地⾯H ⾼处⾃由落下,正好落⼊车中,此后⼩车的速度将 ( ) A .增⼤ B .减⼩ C .不变 D .先减⼩后增⼤4.甲、⼄两物体质量相同,以相同的初速度在粗糙的⽔平⾯上滑⾏,甲物体⽐⼄物体先停下来,下⾯说法正确的是( ) A .滑⾏过程中,甲物体所受冲量⼤ B .滑⾏过程中,⼄物体所受冲量⼤C .滑⾏过程中,甲、⼄两物体所受的冲量相同D .⽆法⽐较5.A 、B 两刚性球在光滑⽔平⾯上沿同⼀直线、同⼀⽅向运动,A 球的动量是5kg·m /s ,B 球的动量是7kg·m /s ,当A 球追上B 球时发⽣碰撞,则碰撞后A 、B 两球的动量的可能值是 ( )A .-4kg·m/s 、14kg·m/sB .3kg·m/s 、9kg·m/sC .-5kg·m/s 、17kg·m/sD .6kg·m /s 、6kg·m/s6.质量为m 的钢球⾃⾼处落下,以速率1v 碰地,竖直向上弹回,碰撞时间极短,离地的速率为2v .在碰撞过程中,地⾯对钢球冲量的⽅向和⼤⼩为 ( )A .向下,12()m v v -B .向下,12()m v v +C .向上,12()m v v -D .向上,12()m v v +7.质量为m 的α粒⼦,其速度为0v ,与质量为3m 的静⽌碳核碰撞后沿着原来的路径被弹回,其速度为0/2v ,⽽碳核获得的速度为 ( ) A .06v B .20v C .02v D .03v 8.在光滑⽔平⾯上,动能为0E ,动量⼤⼩为0P 的⼩钢球1与静⽌的⼩钢球2发⽣碰撞,碰撞前后球1的运动⽅向相反,将碰撞后球1的动能和动量的⼤⼩分别记作1E 、1P ,球2的动能和动量的⼤⼩分别记为2E 、2P ,则必有 ( ) ①1E <0E ②1P <0P ③2E >0E ④2P >0PA .①② B.①③④ C.①②④ D.②③9.质量为1.0kg 的⼩球从⾼20 m 处⾃由下落到软垫上,反弹后上升的最⼤⾼度为5.O m .⼩球与软垫接触的时间是1.0s ,在接触的时间内⼩球受到的合⼒的冲量⼤⼩为(空⽓阻⼒不计,g 取10m/s 2) ( )A .10N·sB .20N·sC .30N·sD .40N·s10.质量为2kg 的物体,速度由4m /s 变成 -6m/s ,则在此过程中,它所受到的合外⼒冲量是 ( )A .-20N·s B.20N·s C .-4N·s D .-12N·s11.竖直向上抛出⼀个物体.若不计阻⼒,取竖直向上为正,则该物体动量随时间变化的图线是 ( )12.⼀颗⽔平飞⾏的⼦弹射⼊⼀个原来悬挂在天花板下静⽌的沙袋并留在其中和沙袋⼀起上摆.关于⼦弹和沙袋组成的系统,下列说法中正确的是 ( )A .⼦弹射⼊沙袋过程中系统动量和机械能都守恒B .⼦弹射⼊沙袋过程中系统动量和机械能都不守恒C .共同上摆阶段系统动量守恒,机械能不守恒D .共同上摆阶段系统动量不守恒,机械能守恒⼆、多选题(每题4分,共16分)13.下列情况下系统动量守恒的是 ( )A .两球在光滑的⽔平⾯上相互碰撞 B .飞⾏的⼿榴弹在空中爆炸C .⼤炮发射炮弹时,炮⾝和炮弹组成的系统D .⽤肩部紧紧抵住步枪枪托射击,枪⾝和⼦弹组成的系统14.两物体相互作⽤前后的总动量不变,则两物体组成的系统⼀定 ( )A .不受外⼒作⽤B .不受外⼒或所受合外⼒为零C .每个物体动量改变量的值相同D .每个物体动量改变量的值不同15.从⽔平地⾯上⽅同⼀⾼度处,使a 球竖直上抛,使b 球平抛,且两球质量相等,初速度⼤⼩相同,最后落于同⼀⽔平地⾯上.空⽓阻⼒不计.下述说法中正确的是 ( )A .着地时的动量相同B .着地时的动能相同C .重⼒对两球的冲量相同D .重⼒对两球所做的功相同16.如图所⽰,固定的光滑斜⾯倾⾓为θ.质量为m 的物体由静⽌开始从斜⾯顶端滑到底端,所⽤时间为t .在这⼀过程中 ( )A .所受⽀持⼒的冲量为OB .所受⽀持⼒的冲量⼤⼩为cos mg t θ?C .所受重⼒的冲量⼤⼩为mgtD .动量的变化量⼤⼩为sin mg t θ?三、填空题(每题3分,共15分)17.以初速度0v =40m /s 竖直向上抛出的物体,质量为4kg (g=10m/s 2),则第2s 末的mv 的乘积为 kg·m/s ,第5s 末的mv 的乘积为 kg·m/s ,从第2s 末到第5s 末mv 的乘积变化量为 kg·m/s .这个过程mv 的乘积,机械能.(填“守恒.”或“不守恒”)18.质量为150 kg 的⼩车以2m/s 的速度在光滑⽔平道路上匀速前进,质量为50 kg 的⼈以⽔平速度4m/s 迎⾯跳上⼩车后,⼩车速度为 m/s .19.在光滑的⽔平轨道上,质量为2kg 的A 球以5m/s 的速度向右运动,质量为3kg 的B 球以 l m/s 的速度向左运动,⼆者迎⾯相碰撞,设碰撞中机械能不损失,那么碰撞后,A 球的速度⼤⼩为,⽅向;B 球的速度⼤⼩为,⽅向。
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.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.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m2=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m1=1.5×10-3 kg的不带电小物体P从轨道右端a以v0=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=10m/s2.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B1;(3)当区域efgh内所加磁场的磁感应强度为B2=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 r rα-︒-= 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=︒3.两个质量分别为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.4.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。
《动量守恒定律》单元测试题(含答案)(1)一、动量守恒定律 选择题1.一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2.如图所示,物体A 、B 的质量均为m =0.1kg ,B 静置于劲度系数k =100N/m 竖直轻弹簧的上端且B 不与弹簧连接,A 从距B 正上方h =0.2m 处自由下落,A 与B 相碰并粘在一起.弹簧始终在弹性限度内,g =10m/s 2.下列说法正确的是A .AB 组成的系统机械能守恒 B .B 运动的最大速度大于1m/sC .B 物体上升到最高点时与初位置的高度差为0.05mD .AB 在最高点的加速度大小等于10m/s 23.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 g4.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v0=1005gLC.若物块A不固定,子弹仍以v0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v0射入,当物块B摆到与PQ等高时,物块A的速率为5gL5.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/sC.8.0 m/s D.10.2 m/s6.如图所示,轻弹簧的一端固定在竖直墙上,一质量为2m的光滑弧形槽静止放在足够长的光滑水平面上,弧形槽底端与水平面相切,一质量为m的小物块从槽上高h处开始下滑,重力加速度为g,下列说法正确的是A.物体第一次滑到槽底端时,槽的动能为3mghB.物体第一次滑到槽底端时,槽的动能为6mghC.在压缩弹簧的过程中,物块和弹簧组成的系统动量守恒D.物块第一次被弹簧反弹后能追上槽,但不能回到槽上高h处7.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,将质量为M1、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M2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9.如图,质量为m的小木块从高为h的质量为M的光滑斜面体顶端滑下,斜面体倾角为θ,放在光滑水平面上,m由斜面体顶端滑至底端的过程中,下列说法正确的是A .M 、m 组成的系统动量守恒B .M 移动的位移为()tan mh M m θ+ C .m 对M 做功为222cos ()(sin )Mm gh M m M m θθ++ D .m 对M 做功为222sin ()(cos )Mm gh M m M m θθ++ 10.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 球的动量是7 kg·m/s ,B 球的动量是5kg·m/s ,当A 球追上B 球发生碰撞,则碰撞后A 、B 两球的动量可能值是( )A .p A =6 kg·m/s ,pB =6 kg·m/sB .p A =3 kg·m/s ,p B =9 kg·m/sC .p A =-2 kg·m/s ,p B =14 kg·m/sD .p A =-4 kg·m/s ,p B =17 kg·m/s11.如图所示,质量为M 的长木板A 静止在光滑的水平面上,有一质量为m 的小滑块B 以初速度v 0从左侧滑上木板,且恰能滑离木板,滑块与木板间动摩擦因数为μ.下列说法中正确的是A .若只增大v 0,则滑块滑离木板过程中系统产生的热量增加B .若只增大M ,则滑块滑离木板过程中木板所受到的冲量减少C .若只减小m ,则滑块滑离木板时木板获得的速度减少D .若只减小μ,则滑块滑离木板过程中滑块对地的位移减小12.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23RD .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02h 13.2019年1月3号“嫦娥4号”探测器实现人类首次月球背面着陆,并开展巡视探测。
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)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。
动量守恒定律复习测试题1.如图所示,质量为M的小船在静止水面上以速率v0向右匀速行驶,一质量为m 的救生员站在船尾,相对小船静止.若救生员以相对水面速率v水平向左跃入水中,则救生员跃出后小船的速率为()A.v0+mM v B.v0-m M vC.v0+mM(v0+v) D.v0+mM(v0-v)2.在2010年温哥华冬奥会上,首次参赛的中国女子冰壶队喜获铜牌,如图13-1-8为中国队员投掷冰壶的镜头.在某次投掷中,冰壶运动一段时间后以0.4 m/s 的速度与对方的静止冰壶发生正碰,碰后对方的冰壶以0.3 m/s的速度向前滑行.若两冰壶质量相等,规定向前运动的方向为正方向,则碰后中国队冰壶获得的速度为()A.0.1 m/s B.-0.1 m/sC.0.7 m/s D.-0.7 m/s3.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6 kg·m/s,运动中两球发生碰撞,碰撞后A球的动量增量为-4 kg·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∶104.如图所示,轻质弹簧的一端固定在墙上,另一端与质量为m的物体A相连,A放在光滑水平面上,有一质量与A相同的物体B,从高h处由静止开始沿光滑曲面滑下,与A相碰后一起将弹簧压缩,弹簧复原过程中某时刻B与A分开且沿原曲面上升.下列说法正确的是()A .弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mghB .弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mgh 2C .B 能达到的最大高度为h 2D .B 能达到的最大高度为h5.如图,大小相同的摆球a 和b 的质量分别为m 和3m ,摆长相同,并排悬挂,平衡时两球刚好接触.现将摆球a 向左拉开一小角度后释放,若两球的碰撞是弹性的,下列判断正确的是( )A .第一次碰撞后的瞬间,两球的速度大小相等B .第一次碰撞后的瞬间,两球的动量大小相等C .第一次碰撞后,两球的最大摆角不相同D .发生第二次碰撞时,两球在各自的平衡位置6.如图所示,光滑水平直轨道上有三个滑块A 、B 、C ,质量分别为m A =m C =2m ,m B =m ,A 、B 用细绳连接,中间有一压缩的轻弹簧(弹簧与滑块不拴接).开始时A 、B 以共同速度v 0运动,C 静止.某时刻细绳突然断开,A 、B 被弹开,然后B 又与C 发生碰撞并粘在一起,最终三滑块速度恰好相同.求B 与C 碰撞前B 的速度.7.如图所示,光滑水平桌面上有长L =2 m 的挡板C ,质量m C =5 kg ,在其正中央并排放着两个小滑块A 和B ,m A =1 kg ,m B =3 kg ,开始时三个物体都静止.在A 、B 间放有少量塑胶炸药,爆炸后A 以6 m/s 速度水平向左运动,A 、B 中任意一块与挡板C 碰撞后,都粘在一起,不计摩擦和碰撞时间,求:(1)当两滑块A 、B 都与挡板C 碰撞后,C 的速度是多大;(2)A 、C 碰撞过程中损失的机械能.8.如图所示,在光滑水平面上有质量均为m 的两辆小车A 和B ,A 车上表面光滑水平,其上表面左端有一质量为M 的小物块C (可看做质点).B 车上表面是一个光滑的14圆弧槽,圆弧槽底端的切线与A 的上表面相平.现在A 和C 以共同速度v 0冲向静止的B 车,A 、B 碰后粘合在一起,之后物块C 滑离A ,恰好能到达B 的圆弧槽的最高点.已知M =2m ,v 0=4 m/s ,取g =10 m/s 2.求圆弧槽的半径R .动量守恒复习题答案1.如图所示,质量为M的小船在静止水面上以速率v0向右匀速行驶,一质量为m 的救生员站在船尾,相对小船静止.若救生员以相对水面速率v 水平向左跃入水中,则救生员跃出后小船的速率为()A.v0+mM v B.v0-m M vC.v0+mM(v0+v) D.v0+mM(v0-v)【解析】小船和救生员组成的系统满足动量守恒:(M+m)v0=m·(-v)+Mv′解得v′=v0+mM(v0+v)故C项正确,A、B、D三项均错.【答案】 C2.在2010年温哥华冬奥会上,首次参赛的中国女子冰壶队喜获铜牌,如图13-1-8为中国队员投掷冰壶的镜头.在某次投掷中,冰壶运动一段时间后以0.4 m/s的速度与对方的静止冰壶发生正碰,碰后对方的冰壶以0.3 m/s的速度向前滑行.若两冰壶质量相等,规定向前运动的方向为正方向,则碰后中国队冰壶获得的速度为() A.0.1 m/s B.-0.1 m/sC.0.7 m/s D.-0.7 m/s【解析】设冰壶质量为m,碰后中国队冰壶速度为v x,由动量守恒定律得mv0=mv+mv x解得v x=0.1 m/s,故选项A正确.【答案】 A3.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6 kg·m/s,运动中两球发生碰撞,碰撞后A球的动量增量为-4 kg·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∶10【解析】 由m B =2m A ,p A =p B 知碰前v B <v A若左为A 球,设碰后二者速度分别为v ′A 、v ′B由题意知p ′A =m A v ′A =2 kg·m/sp ′B =m B v ′B =10 kg·m/s 由以上各式得v ′A v ′B =25,故正确选项为A. 若右为A 球,由于碰前动量都为6 kg·m/s ,即都向右运动,两球不可能相碰.【答案】 A4.如图所示,轻质弹簧的一端固定在墙上,另一端与质量为m 的物体A 相连,A 放在光滑水平面上,有一质量与A 相同的物体B ,从高h 处由静止开始沿光滑曲面滑下,与A 相碰后一起将弹簧压缩,弹簧复原过程中某时刻B 与A 分开且沿原曲面上升.下列说法正确的是( )A .弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mghB .弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mgh 2C .B 能达到的最大高度为h 2D .B 能达到的最大高度为h【解析】 根据机械能守恒定律可得B 刚到达水平地面的速度v 0=2gh ,根据动量守恒定律可得A 与B 碰撞后的速度为v =12v 0,所以弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为E pm =12·2mv 2=12mgh ,即A 错,B 正确;当弹簧再次恢复原长时,A 与B 将分开,B 以v 的速度沿斜面上滑,根据机械能守恒定律可得mgh ′=12mv 2,B 能达到的最大高度为h /4,即D 错误.【答案】 B5.如图,大小相同的摆球a 和b 的质量分别为m 和3m ,摆长相同,并排悬挂,平衡时两球刚好接触.现将摆球a 向左拉开一小角度后释放,若两球的碰撞是弹性的,下列判断正确的是( )A .第一次碰撞后的瞬间,两球的速度大小相等B .第一次碰撞后的瞬间,两球的动量大小相等C .第一次碰撞后,两球的最大摆角不相同D .发生第二次碰撞时,两球在各自的平衡位置【解析】 弹性碰撞遵守能量守恒和动量守恒,设第一次碰撞前,a 的速度为v ,第一次碰撞后a 的速度为v 1、b 的速度为v 2,根据动量守恒,得mv =mv 1+3mv 2① 根据能量守恒,得:12mv 2=12mv 21+12×3mv 22② ①②联立得:v 1=-12v ,v 2=12v ,故A 选项正确;第一次碰撞后瞬间,a 的动量大小为12mv ,b 的动量大小为32mv ,故B 选项错误;由于第一次碰撞后瞬间的速度大小相等,根据机械能守恒可知,两球的最大摆角相等,C 选项错误;由于摆长相同,两球的振动周期相等,所以第二次碰撞时,两球在各自的平衡位置,D 选项正确.【答案】 AD6.如图所示,光滑水平直轨道上有三个滑块A 、B 、C ,质量分别为m A =m C =2m ,m B =m ,A 、B 用细绳连接,中间有一压缩的轻弹簧(弹簧与滑块不拴接).开始时A 、B 以共同速度v 0运动,C 静止.某时刻细绳突然断开,A 、B 被弹开,然后B 又与C 发生碰撞并粘在一起,最终三滑块速度恰好相同.求B 与C 碰撞前B 的速度.【解析】 设共同速度为v ,球A 与B 分开后,B 的速度为v B ,由动量守恒定律(m A +m B )v 0=m A v +m B v B ①m B v B =(m B +m C )v ②联立①②式,得B 与C 碰撞前B 的速度v B =95v 0.7.如图所示,光滑水平桌面上有长L =2 m 的挡板C ,质量m C =5 kg ,在其正中央并排放着两个小滑块A 和B ,m A =1 kg ,m B =3 kg ,开始时三个物体都静止.在A 、B 间放有少量塑胶炸药,爆炸后A 以6 m/s 速度水平向左运动,A 、B 中任意一块与挡板C 碰撞后,都粘在一起,不计摩擦和碰撞时间,求:(1)当两滑块A 、B 都与挡板C 碰撞后,C 的速度是多大;(2)A 、C 碰撞过程中损失的机械能.【解析】 (1)A 、B 、C 系统动量守恒0=(m A +m B +m C )v C , v C =0.(2)炸药爆炸时A 、B 系统动量守恒m A v A =m B v B解得:v B =2 m/s A 、C 碰撞前后系统动量守恒m A v A =(m A +m C )v v =1 m/sΔE =12m A v 2A -12(m A +m C )v 2=15 J.8.如图所示,在光滑水平面上有质量均为m 的两辆小车A 和B ,A 车上表面光滑水平,其上表面左端有一质量为M 的小物块C (可看做质点).B 车上表面是一个光滑的14圆弧槽,圆弧槽底端的切线与A 的上表面相平.现在A 和C 以共同速度v 0冲向静止的B 车,A 、B 碰后粘合在一起,之后物块C 滑离A ,恰好能到达B 的圆弧槽的最高点.已知M =2m ,v 0=4 m/s ,取g =10 m/s 2.求圆弧槽半径R .【解析】 设A 、B 碰后的共同速度为v 1,C 到达最高点时A 、B 、C 的共同速度为v 2,A 、B 碰撞过程动量守恒:mv 0=2mv 1C 冲上圆弧最高点过程系统动量守恒:Mv 0+2mv 1=(M +2m )v 2机械能守恒:12Mv 20+2×12mv 21=12(M +2m )v 22+MgR 联立以上三式解得:R =v 2016g代入数据得:R =0.1 m。
动量及动量守恒定律习题大全一.动量守恒定律概述1.动量守恒定律的条件⑴系统不受外力或者所受外力之和为零;⑵系统受外力,但外力远小于内力,可以忽略不计;⑶系统在某一个方向上所受的合外力为零,则该方向上动量守恒。
⑷全过程的某一阶段系统受的合外力为零,则该阶段系统动量守恒.2.动量守恒定律的表达形式(1),即p1 p2=p1/ p2/,(2)Δp1 Δp2=0,Δp1= -Δp2 和3.应用动量守恒定律解决问题的基本思路和一般方法(1)分析题意,明确研究对象.(2)对各阶段所选系统内的物体进行受力分析,判定能否应用动量守恒。
(3)确定过程的始、末状态,写出初动量和末动量表达式。
注重:在研究地面上物体间相互作用的过程时,各物体运动的速度均应取地球为参考系。
(4)建立动量守恒方程求解。
4.注重动量守恒定律的“五性":①条件性;②整体性;③矢量性;④相对性;⑤同时性.二、动量守恒定律的应用1两个物体作用时间极短,满足内力远大于外力,可以认为动量守恒。
碰撞又分弹性碰撞、非弹性碰撞、完全非弹性碰撞三种。
如:光滑水平面上,质量为m1的物体A以速度v1向质量为m2的静止物体B运动,B的左端连有轻弹簧分析:在Ⅰ位置A、B刚好接触,弹簧开始被压缩,A开始减速,B开始加速;到Ⅱ位置A、B速度刚好相等(设为v),弹簧被压缩到最短;再往后A、B远离,到Ⅲ位位置恰好分开。
(1)弹簧是完全弹性的。
压缩过程系统动能减少全部转化为弹性势能,Ⅱ状态系统动能最小而弹性势能最大;分开过程弹性势能减少全部转化为动能;因此Ⅰ、Ⅲ状态系统动能相等。
这种碰撞叫做弹性碰撞。
由动量守恒和能量守恒可以证实A、B的最终速度分别为:。
(这个结论最好背下来,以后经常要用到.)(2)弹簧不是完全弹性的。
压缩过程系统动能减少,一部分转化为弹性势能,一部分转化为内能,Ⅱ状态弹性势能仍最大,但比损失的动能小;分离过程弹性势能减少,部分转化为动能,部分转化为内能;因为全过程系统动能有损失。