动量试题及答案详解
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高二物理动量定理试题答案及解析1.对下列物理现象的解释,正确的是()A.击钉时,不用橡皮锤仅仅是因为橡皮锤太轻B.跳远时,在沙坑里填沙,是为了减小冲量C.易碎品运输时,要用柔软材料包装,船舷常常悬挂旧轮胎,都是为了延长作用时间,减小作用力D.在车内推车推不动,是因为合外力冲量为零【答案】 CD【解析】试题分析: 用橡皮锤敲打钉子将其钉进木头里,力的作用时间长,作用力小,所以击钉时,不用橡皮锤,故A错误;跳远运动员跳在沙坑里,延长了力的作用时间,减小作用力,不是减少冲量,故B错误;搬运玻璃等易碎物品时,在箱子里放些刨花、泡沫塑料等,延长了力的作用时间,减小作用力;故C正确;在车内推车推不动,因为车受合外力为零,所以合外力冲量为零,故D正确。
【考点】动量定理2.如图所示,两个完全相同的小球A、B用等长的细线悬于O点.线长L.若将A由图示位置静止释放,则B球被碰后第一次速度为零时的高度不可能是 ( )A.L/2 B.L/4 C.L/8 D.L/10【答案】D【解析】小球A从释放到最低点,由动能定理可知:,解得:.若A与B发生完全弹性碰撞,由能量守恒定律和动量守恒定律可知两者交换速度,即,B上升过程中由动能定理可知:,解得:;若A与B发生完全非弹性碰撞即AB粘在一起,由动量守恒定律可知:,解得:,在AB上升过程中,由动能定理可知:,解得:,所以B球上升的高度,故选项D错误.【考点】考查动量守恒定律和动能定理在碰撞中的应用,关键在于根据两球碰撞的可能情况解出高度的范围.3.如图所示,质量为2kg的物体A静止在光滑的水平面上,与水平方向成30º角的恒力F=3N作用于该物体,历时10s,则:()A.力的冲量大小为零B.力F对物体的冲量大小为30NsC.力F对物体的冲量大小为15NsD.物体动量的变化量为15Ns【答案】BD【解析】根据公式可得力F对物体的冲量大小为30Ns,AC错误,B正确;物体的动量变化为,故D正确故选BD【考点】考查了动量定理的应用点评:冲量就是力对物体的大小和时间的乘积,与物体运动方向有关。
高二物理动量试题答案及解析1.如图所示,一质量M=2kg的带有弧形轨道的平台置于足够长的水平轨道上,弧形轨道与水平轨道平滑连接,水平轨道上静置一小球B。
从弧形轨道上距离水平轨道高h=0.3m处由静止释放一质量mA=1kg的小球A,小球A沿轨道下滑后与小球B发生弹性正碰,碰后小球A被弹回,且恰好追不上平台。
已知所有接触面均光滑,重力加速度为g=10m/s2。
求小球B的质量。
【答案】3kg【解析】设小球A下滑到水平轨道上时的速度大小为v1,平台水平速度大小为v,由动量守恒律有:由能量守恒定律有mA gh=mAv12+Mv2联立解得:v1=2m/s,v=1m/s小球A、B碰后运动方向相反,设小球A、B的速度大小分别为v1’和v2,由题意知:v1’=1m/s由动量守恒定律得:由能量守恒定律有:联立解得:mB=3kg【考点】动量守恒定律及能量守恒定律.2.如图甲所示,在光滑水平面上的两小球发生正碰.小球的质量分别为m1和m2.图乙为它们碰撞前后的s-t(位移时间)图象.已知m1=0.1㎏.由此可以判断()A.碰前m2静止,m1向右运动B.碰后m2和m1都向右运动C.m2=0.3kgD.碰撞过程中系统损失了0.4J的机械能【答案】AC【解析】由图象可知m2前2s的位移随时间不变,说明静止,m1想要与m2发生碰撞只能向右运动,所以向右运动为正方向,A项正确;位移时间图象中斜率代表速度,碰后m1的斜率为负值,说明向左运动,所以B项错误;根据图中的斜率可以算出,,,根据动量守恒定律,得出,所以C项正确;碰撞过程中损失的能量为,所以D项错误。
【考点】本题考查了动量守恒定律3.如图所示,一水平方向足够长的传送带以恒定的速率v1沿顺时针方向转动,传送带右端有一个与传送带等高的光滑水平面。
一物体以恒定速率v2沿直线向左滑向传送带后,经过一段时间又返回光滑水平面,速度为v2′,则下列说法中正确的是A.只有v1= v2时,才有v2′= v1B.若v1< v2时,则v2′= v1C.若v1> v2时,则v2′= v1D.不管v2多大,总有v2′= v2【答案】B【解析】由于传送带足够长,物体减速向左滑行,直到速度减为零,然后物体会在滑动摩擦力的作用下向右加速,分三种情况讨论:①如果v1>v2,物体会一直加速,速度大小增大到等于v2时,根据对称性,物体恰好离开传送带,有v′2=v2;②如果v1=v2,物体同样会一直加速,当速度大小增大到等于v2时,物体恰好离开传送带,有v′2=v2;③如果v1<v2,物体会先在滑动摩擦力的作用下加速,当速度增大到等于传送带速度时,物体还在传送带上,之后不受摩擦力,故物体与传送带一起向右匀速运动,有v′2=v1;故B正确,ACD错误.故选B【考点】牛顿第二定律的应用.【名师】本题考查了牛顿第二定律的综合应用问题;解题的关键是对于物体返回的过程分析,物体可能一直加速,也有可能先加速后匀速运动,根据传送带和物体初速度的关系分别进行讨论分析解答;此题是典型题,应熟练掌握.4.一中子与一质量数为A (A>1)的原子核发生弹性正碰.若碰前原子核静止,则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为()A.B.C.D.【答案】A【解析】中子与原子核发生弹性正碰,动量守恒、机械能守恒,根据动量守恒和机械能守恒定律求出碰撞前后中子的速率之比.解:设中子的质量为m,因为发生的是弹性正碰,动量守恒,机械能守恒,规定初速度的方向为正方向,有:mv1=mv2+Amv,联立两式解得:.故A正确,B、C、D错误.故选:A.【点评】解决本题的关键知道弹性碰撞的过程中动量守恒、机械能守恒,与非弹性碰撞不同,非弹性碰撞机械能不守恒.5.在光滑水平面上有一个静止的质量为M的木块,一颗质量为m的子弹以初速度v水平射入木块而没有穿出,子弹所受阻力可认为恒定。
高二物理动量试题答案及解析1.下列几种物理现象的解释中,正确的是()A.砸钉子时不用橡皮锤,只是因为橡皮锤太轻B.跳高时在沙坑里填沙,是为了减小冲力C.在推车时推不动是因为推力的冲量为零D.动量相同的两个物体受到相同的制动力的作用,两个物体将同时停下来【答案】BD【解析】橡皮锤与钉子接触时作用时间较长,因而相同动量的情况下作用力较小,A错误;沙坑里填沙,是为增大接触的时间,达到缓冲作用,B正确;推车时推不动是因为推力与所受的摩擦力相等,合力为零,是合外力的冲量为零,而不推力的冲量为零,C错误;根据动量定理:,D正确。
2.如图所示,在一辆表面光滑且足够长的小车上,有质量为m1、m2的两个小球(m1>m2)),原来随车一起运动,当车突然停止时,如不考虑其他阻力,则两个小球()A.一定相碰B.一定不相碰C.不一定相碰D.无法确定,因为不知小车的运动方向【答案】B【解析】略3.矩形滑块由不同材料的上、下两层粘结在一起,将其放在光滑的水平面上,如图所示,质量为m的子弹以速度u水平射向滑块若射击上层,则子弹刚好不穿出;若射击下层,则整个子弹刚好嵌入,则上述两种情况相比较:A.两次子弹对滑块做的功一样多B.两次滑块所受冲量一样大C.子弹嵌入下层过程中对滑块做功多D.子弹击中上层过程中,系统产生的热量多【答案】AB【解析】略4.下列关于动量的论述哪些是正确的A.质量大的物体动量一定大B.速度大的物体动量一定大C.两物体动量相等,动能一定相等D.两物体动能相等,动量不一定相同【答案】D【解析】略5.为了模拟宇宙大爆炸的情况,科学家们使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。
若要使碰撞前的动能尽可能多地转化为内能,应设法使离子在碰撞前的瞬间具有()A.相同的速率B.相同的质量C.相同的动能D.大小相同的动量【答案】D【解析】根据能量守恒定律可得碰撞后的减小的动能转化为系统的内能,所以为了碰撞前的动能尽可能多地转化为内能,可让两重离子碰撞后动能为零,即速度为零,碰撞过程动量守恒,所以有,故应设法使离子在碰撞前的瞬间具有大小相同的动量,方向相反,故D正确【考点】考查了能量守恒定律,动量守恒定律6.一中子与一质量数为A (A>1)的原子核发生弹性正碰.若碰前原子核静止,则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为()A.B.C.D.【答案】A【解析】中子与原子核发生弹性正碰,动量守恒、机械能守恒,根据动量守恒和机械能守恒定律求出碰撞前后中子的速率之比.解:设中子的质量为m,因为发生的是弹性正碰,动量守恒,机械能守恒,规定初速度的方向为正方向,有:mv1=mv2+Amv,联立两式解得:.故A正确,B、C、D错误.故选:A.【点评】解决本题的关键知道弹性碰撞的过程中动量守恒、机械能守恒,与非弹性碰撞不同,非弹性碰撞机械能不守恒.7.如图所示,在光滑的水平地面上有一辆平板车,车的两端分别站着人A和B,A的质量为mA,B的质量为mB ,mA>mB.最初人和车都处于静止状态,现在,两人同时由静止开始相向而行,A和B相对地面的速度大小相等,则车()A.静止不动B.向右运动C.向左运动D.左右往返运动【答案】C【解析】解:A和B与小车作用过程中系统动量守恒,开始都静止,总动量为零.由于mA >mB,两人速度大小相等,则A向右的动量大于B向左的动量,故小车应向左运动;故选:C.【点评】以系统为研究对象,应用动量守恒定律即可正确解题.8.下列几种物理现象的解释中,正确的是()A.砸钉子时不用橡皮锤,只是因为橡皮锤太轻B.跳高时在沙坑里填沙,是为了减小冲量C.在推车时推不动是因为推力的冲量为零D.动量相同的两个物体受到相同的制动力的作用,两个物体将同时停下来【答案】D【解析】解:A、砸钉子时不用橡皮锤,是由于橡皮锤有弹性,作用时间长,根据动量定理Ft=△P,产生的力小,故A错误;B、跳高时在沙坑里填沙,根据动量定理Ft=△P,是为了增加作用时间,减小了作用力,冲量等于动量的变化,是恒定的,故错误;C、在推车时推不动是因为推力小于最大静摩擦力,推力的冲量Ft不为零,故C错误;D、动量相同的两个物体受到相同的制动力的作用,根据动量定理Ft=△P,两个物体将同时停下来,故D正确;故选:D.【点评】本题关键根据动量定律列式分析,动量定理反映了力对时间的累积效应对物体动量的影响.9.如图所示,一小物块在粗糙斜面上的O点从静止开始下滑,在小物块经过的路径上有A、B两点,且A、B间的距离恒定不变.当O、A两点间距离增大时,对小物块从A点运动到B点的过程中,下列说法正确的是()A.摩擦力对小物块的冲量变大B.摩擦力对小物块的冲量变小C.小物块动能的改变量变大D.小物块动能的改变量变小【答案】B【解析】解:A、B、依题意,OA距离越大,即为小物块从越高的位置开始释放,经过AB段的时间越短,由公式I=Ft,摩擦力不变,故摩擦力对小物块的冲量变小.故A错误,B正确;C、D、在AB段小物块受到的合外力不因OA距离变化而变化,AB段的位移恒定,则合外力对小物块做功不变,根据动能定理分析得知,小物块动能的改变量不变,故CD错误.故选B【点评】本题对冲量、动能定理的理解和简单的运用能力.恒力的冲量直接根据I=Ft研究.动能的变化往往根据动能定理,由合力的功研究.10.矩形滑块由不同材料的上、下两层粘合在一起,将其放在光滑水平面上,如图所示,质量为m的子弹以速度v水平射向滑块,若子弹击中上层,子弹刚好不穿出;若子弹击中下层,则子弹整个刚好嵌入,由此可知()A.子弹射中上层时对滑块做功多B.两次子弹对滑块做的功一样多C.子弹射中上层系统产生热量多D.子弹与下层之间的摩擦力较大【答案】BD【解析】根据动量守恒知道最后物块获得的速度(最后物块和子弹的公共速度)是相同的,即物块获得的动能是相同的;根据动能定理,物块动能的增量是子弹做功的结果,所以两次子弹对物块做的功一样多.故A错误,B正确;子弹嵌入下层或上层过程中,系统产生的热量都等于系统减少的动能,而子弹减少的动能一样多(子弹初末速度相等);物块能加的动能也一样多,则系统减少的动能一样,故系统产生的热量一样多,故C错误;根据摩擦力和相对位移的乘积等于系统动能的损失量,由公式:Q=Fl相对,两次相对位移不一样,因此子弹所受阻力不一样,子弹与下层之间相对位移比较小,所以摩擦力较大.故D正确;故选BD。
高二物理动量定理试题答案及解析1.如图所示,篮球运动员接传来的篮球时,通常要先伸出两臂迎接,手接触到球后,两臂随球迅速引至胸前,这样做可以A.减小球的动量的变化量B.减小球对手作用力的冲量C.减小球的动量变化率D.延长接球过程的时间来减小动量的变化量【答案】C【解析】由动量定理,而接球时先伸出两臂迎接,手接触到球后,两臂随球迅速引至胸前为了延长时间,减小受力,即,也就是减小了球的动量变化率,故C正确。
【考点】动量定理2.在光滑的水平桌面上有等大的质量分别为M="0.6" kg,m="0.2" kg的两个小球,中间夹着一个被压缩的具有E="10.8" J弹性势能的轻弹簧(弹簧与两球不相连),原来处于静止状态.现突然p释放弹簧,球m脱离弹簧后滑向与水平面相切、半径为R="0.425" m的竖直放置的光滑半圆形轨道,如图所示.g取10 m/s2.则下列说法正确的是:A.球m从轨道底端A运动到顶端B的过程中所受合外力冲量大小为3.4 N·sB.M离开轻弹簧时获得的速度为9m/sC.若半圆轨道半径可调,则球m从B点飞出后落在水平桌面上的水平距离随轨道半径的增大而减小D.弹簧弹开过程,弹力对m的冲量大小为1.8 N·s【答案】AD【解析】据题意,由动量守恒定律可知:,即,又据能量守恒定律有:,求得,则弹簧对小球冲量为:,故选项B错误而选项D正确;球从A到B速度为:,计算得到:,则从A到B过程合外力冲量为:,故选项A正确;半径越大,飞行时间越长,而小球的速度越小,水平距离不一定越小,故选项C错误。
【考点】本题考查动量守恒定律、能量守恒定律和动量定理。
距离的B处放有一3.(10分). “┙”型滑板,(平面部分足够长),质量为4m,距滑板的A壁为L1质量为m,电量为+q的大小不计的小物体,小物体与板面的摩擦不计,整个装置处于场强为E的匀强电场中,初始时刻,滑板与小物体都静止,试求:(1)释放小物体,第一次与滑板A壁碰前小物体的速度v多大?1(2)若小物体与A壁碰后相对水平面的速度大小为碰前的,碰撞时间极短,则碰撞后滑板速度多大?(均指对地速度)(3)若滑板足够长,小物体从开始运动到第二次碰撞前,电场力做功为多大?【答案】(1) (2) (3)【解析】(1)对物体,根据动能定理,有,得′;滑板的速度为v,(2)物体与滑板碰撞前后动量守恒,设物体第一次与滑板碰后的速度为v1则.若,则,因为,不符合实际,故应取,则.(3)在物体第一次与A壁碰后到第二次与A壁碰前,物体做匀变速运动,滑板做匀速运动,在这段时间内,两者相对于水平面的位移相同.∴即.对整个过程运用动能定理得;电场力做功.【考点】考查动量守恒定律和动能定理在碰撞问题中的综合应用.4.一个小钢球竖直下落,落地时动量大小为0.5 kg·m/s,与地面碰撞后又以等大的动量被反弹。
动量定理练习题含答案及解析一、高考物理精讲专题动量定理1.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v 0=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;【答案】(1)2m/s (2)v A =1m /s ,v B =3m /s (3)4N ,方向竖直向上【解析】【分析】【详解】(1)选向右为正,碰前对小球A 的运动由动量定理可得:–μ Mg t =M v – M v 0解得:v =2m /s(2)对A 、B 两球组成系统碰撞前后动量守恒,动能守恒:A B Mv Mv mv =+222111222A B Mv Mv mv =+ 解得:v A =1m /s v B =3m /s(3)由于轨道光滑,B 球在轨道由最低点运动到C 点过程中机械能守恒:2211222B C mv mv mg R '=+ 在最高点C 对小球B 受力分析,由牛顿第二定律有: 2C N v mg F m R'+= 解得:F N =4N由牛顿第三定律知,F N '=F N =4N小球对轨道的压力的大小为3N ,方向竖直向上.2.半径均为52m R =的四分之一圆弧轨道1和2如图所示固定,两圆弧轨道的最低端切线水平,两圆心在同一竖直线上且相距R ,让质量为1kg 的小球从圆弧轨道1的圆弧面上某处由静止释放,小球在圆弧轨道1上滚动过程中,合力对小球的冲量大小为5N s ⋅,重力加速度g 取210m /s ,求:(1)小球运动到圆弧轨道1最低端时,对轨道的压力大小;(2)小球落到圆弧轨道2上时的动能大小。
物理动量定理题20套(带答案)及解析一、高考物理精讲专题动量定理1.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右侧与竖直墙壁相接触。
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,C的v-t图象如图乙所示。
求:(1)C的质量m C;(2)t=8s时弹簧具有的弹性势能E p1,4~12s内墙壁对物块B的冲量大小I;(3)B离开墙后的运动过程中弹簧具有的最大弹性势能E p2。
【答案】(1)2kg ;(2)27J,36N·S;(3)9J【解析】【详解】(1)由题图乙知,C与A碰前速度为v1=9m/s,碰后速度大小为v2=3m/s,C与A碰撞过程动量守恒m C v1=(m A+m C)v2解得C的质量m C=2kg。
(2)t=8s时弹簧具有的弹性势能E p1=12(m A+m C)v22=27J取水平向左为正方向,根据动量定理,4~12s内墙壁对物块B的冲量大小I=(m A+m C)v3-(m A+m C)(-v2)=36N·S(3)由题图可知,12s时B离开墙壁,此时A、C的速度大小v3=3m/s,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)v3=(m A+m B+m C)v41 2(m A+m C)23v=12(m A+m B+m C)24v+E p2解得B离开墙后的运动过程中弹簧具有的最大弹性势能E p2=9J。
2.质量0.2kg的球,从5.0m高处自由下落到水平钢板上又被竖直弹起,弹起后能达的最大高度为4.05m.如果球从开始下落到弹起达最大高度所用时间为1.95s,不考虑空气阻力,g取10m/s2.求小球对钢板的作用力.【答案】78N【解析】【详解】自由落体过程v12=2gh1,得v1=10m/s;v1=gt1得t1=1s小球弹起后达到最大高度过程0− v22=−2gh2,得v2=9m/s0-v2=-gt2得t2=0.9s小球与钢板作用过程设向上为正方向,由动量定理:Ft′-mg t′=mv2-(-mv1)其中t′=t-t1-t2=0.05s得F=78N由牛顿第三定律得F′=-F,所以小球对钢板的作用力大小为78N,方向竖直向下;3.如图所示,质量的小车A静止在光滑水平地面上,其上表面光滑,左端有一固定挡板。
高三物理动量定理试题答案及解析1.如图所示,甲、乙两名宇航员正在离空间站一定距离的地方执行太空维修任务。
某时刻乙以大小为v0=2m/s的速度远离空间站向乙“飘”去,甲、乙和空间站在同一直线上且可当成质点。
甲和他的装备总质量共为M1=90kg,乙和他的装备总质量共为M2=135kg,为了避免直接相撞,乙从自己的装备中取出一质量为m=45kg的物体A推向甲,甲迅速接住后即不再松开,此后甲乙两宇航员在空间站外做相对距离不变通向运动,一线以后安全“飘”入太空舱。
(设甲乙距离太空站足够远,本题中的速度均指相对空间站的速度)①求乙要以多大的速度(相对空间站)将物体A推出②设甲与物体A作用时间为,求甲与A的相互作用力F的大小【答案】①②【解析】①甲、乙两宇航员在空间站外做相对距离不变的同向运动,说明甲乙的速度相等,以甲、乙、A三者组成的系统为研究对象,系统动量守恒,以乙的速度方向为正方向,由动量守恒定律得:,以乙和A组成的系统为研究对象,以乙的速度方向为正方向,由动量守恒定律得:,解得:;②以甲为研究对象,以乙的初速度方向为正方向,由动量定理得:,解得:;【考点】考查了动量守恒定律,动量定理2.如图所示,在光滑的水平面上宽度为L的区域内,有一竖直向下的匀强磁场.现有一个边长为向右滑动,穿过磁场后速度减为v,a (a<L)的正方形闭合线圈以垂直于磁场边界的初速度v那么当线圈完全处于磁场中时,其速度大小()A.大于B.等于C.小于D.以上均有可能【答案】B【解析】对线框进入或穿出磁场的过程,由动量定理可知,即,解得线框的速度变化量为;同时由可知,进入和穿出磁场过程中,因磁通量的变化量相等,故电荷量相等,由上可以看出,进入和穿出磁场过程中的速度变化量是相等的,即,解得,所以只有选项B正确;【考点】法拉第电磁感应定律3.如图所示,小球A系在细线的一端,线的另一端固定在O点,O点到水平面的距离为h.物块B 质量是小球的5倍,置于粗糙的水平面上且位于O点正下方,物块与水平面间的动摩擦因数为μ.现拉动小球使线水平伸直,小球由静止开始释放,运动到最低点时与物块发生正碰(碰撞时间极短),反弹后上升至最高点时到水平面的距离为小球与物块均视为质点,不计空气阻力,重力加速度为g,求物块在水平面上滑行的时间t.【答案】【解析】设小球的质量为m,运动到最低点与物块碰撞前的速度大小为v1,取小球运动到最低点重力势能为零,根据机械能守恒定律,有得v设碰撞后小球反弹的速度大小为v1′,同理有②得设碰后物块的速度大小为v2,取水平向右为正方向,根据动量守恒定律,有mv1=-mv1′+5mv2③得④物块在水平面上滑行所受摩擦力的大小F=5μmg⑤设物块在水平面上滑行的时间为t,根据动量定理,有-Ft=0-5mv2⑥得【考点】动量定理、动量守恒定律及其应用4.(20分)下图是放置在竖直平面内游戏滑轨的模拟装置的示意图。
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,一个带圆弧轨道的平台固定在水平地面上,光滑圆弧MN 的半径为R =3.2m ,水平部分NP 长L =3.5m ,物体B 静止在足够长的平板小车C 上,B 与小车的接触面光滑,小车的左端紧贴平台的右端.从M 点由静止释放的物体A 滑至轨道最右端P 点后再滑上小车,物体A 滑上小车后若与物体B 相碰必粘在一起,它们间无竖直作用力.A 与平台水平轨道和小车上表面的动摩擦因数都为0.4,且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等.物体A 、B 和小车C 的质量均为1kg ,取g =10m/s 2.求(1)物体A 进入N 点前瞬间对轨道的压力大小? (2)物体A 在NP 上运动的时间? (3)物体A 最终离小车左端的距离为多少?【答案】(1)物体A 进入N 点前瞬间对轨道的压力大小为30N ; (2)物体A 在NP 上运动的时间为0.5s (3)物体A 最终离小车左端的距离为3316m 【解析】试题分析:(1)物体A 由M 到N 过程中,由动能定理得:m A gR=m A v N 2 在N 点,由牛顿定律得 F N -m A g=m A 联立解得F N =3m A g=30N由牛顿第三定律得,物体A 进入轨道前瞬间对轨道压力大小为:F N ′=3m A g=30N (2)物体A 在平台上运动过程中 μm A g=m A a L=v N t-at 2代入数据解得 t=0.5s t=3.5s(不合题意,舍去) (3)物体A 刚滑上小车时速度 v 1= v N -at=6m/s从物体A 滑上小车到相对小车静止过程中,小车、物体A 组成系统动量守恒,而物体B 保持静止 (m A + m C )v 2= m A v 1 小车最终速度 v 2=3m/s此过程中A 相对小车的位移为L 1,则2211211222mgL mv mv μ=-⨯解得:L 1=94m物体A 与小车匀速运动直到A 碰到物体B ,A ,B 相互作用的过程中动量守恒: (m A + m B )v 3= m A v 2此后A ,B 组成的系统与小车发生相互作用,动量守恒,且达到共同速度v 4 (m A + m B )v 3+m C v 2=" (m"A +m B +m C ) v 4 此过程中A 相对小车的位移大小为L 2,则222223*********mgL mv mv mv μ=+⨯-⨯解得:L 2=316m 物体A 最终离小车左端的距离为x=L 1-L 2=3316m 考点:牛顿第二定律;动量守恒定律;能量守恒定律.2.如图所示,一辆质量M=3 kg 的小车A 静止在光滑的水平面上,小车上有一质量m=l kg 的光滑小球B ,将一轻质弹簧压缩并锁定,此时弹簧的弹性势能为E p =6J ,小球与小车右壁距离为L=0.4m ,解除锁定,小球脱离弹簧后与小车右壁的油灰阻挡层碰撞并被粘住,求:①小球脱离弹簧时的速度大小;②在整个过程中,小车移动的距离。
动量单元测试题
考生注意:
1本试卷分第i、n卷两部分
2•本试卷满分100分。
考生应用钢笔或圆珠等将答案直接写在答题卷上。
3•非选择题要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。
只写出最后答案,而没
有写出主要演算过程的,不能得分。
有数字计算的问题,答案中必须明确写出数值和单位。
第I卷(选择题,共40分)
选择题(每题5分,计40分)
1.在距地面高为h,同时以相等初速V o分别平抛,竖直上抛,竖直下抛一质量相等的物体m
当它们从抛出到落地时,比较它们的动量的增量△P,有A.平抛过程较大
较大
C.竖直下抛过程较大
2 •如图所示,在光滑的水平支撑面上,有 A B两个
小球。
A球动量为10kg • m/s, B球动量为12kg • m/s。
A球追上B球并相碰,碰撞后,A球动量变为8kg -m/s,
方向没变,则A、B两球质量的比值为()
A B
C D
3.如图所示,相()
B •竖直上抛过程D .三者一样大
A B C成一直线静止在水平光滑的
地面上,C车上站立的小孩跳到B车上,接着又立刻从B车上跳到A
车上。
小孩跳离C车和B车的水平速度相同,他跳到A车上后和A车
相对静止,此时三车的速度分别为u A、u B、u C ,则下列说法正确的是
()
A • u A = u C
B . u B = u
C C • u C > u A > u B
D • B 车必向右运动
4•在光滑的水平面上,并排放着质量相等的物体A和B,并静止于水平面上,现用水平恒力F推A ,
此时沿F方向给B 一个瞬时冲量I ,当A追上B时,它们运动的时间是
5.有两个质量相同的小球 A 和B (均视为质点),A 球用细绳吊起,细绳长度
等于悬点距地面的高度,
B 球静止于悬点的正下方的地面上,如图所
示,现将A 球拉到距地面高为 h 处(绳子是伸直的)由静止释放,A 球摆到 最低点与B 球碰撞后粘在一起共同上摆,则它们上升的最大高度为
()
6•如图所示,质量为 m 2的小车上有一半圆形的光滑槽,一质量为
的小球置于槽内,共
大小为
小球以速度V o 水平冲上滑车,当小球上行再返回并脱离滑车时, 以下说法正确的是:(
)
A.小球一定水平向左作平抛运动. B .小球可能水平向左作平
抛运动. C .小球可能作自由落体运动. D .小球可能向右作平抛运动.
8.
在光滑水平面上,动能为E 0、动量的大小为P 。
的
小钢球1与静止小钢球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为 E 1、p 1,球2的动能和动 量的大小分别记为E2、P2,则必有( )
A. E 1< E
B . P1< P0 C. E
2> E
D
. P2>P0
第H 卷(非选择题,共110分)
9. ( 15分)用如图所示装置验证动量守恒定律,质量为m
A
的钢球A 用
细线悬挂于O 点,质量为m 0的钢球E 放在离地面高度为 H 的小支柱N 上,O 点到A 球球心 的距离为
L,使悬线在A 球释放前张直,且线与竖直线的夹角为
a.A 球
释放后摆动到最
低点时恰与E 球正碰,碰撞后,A 球把轻质指示针OC 推移到与竖直线夹角
I I A. F B . C. 2F D.
2I F
2I
•4 D
2h
•丁
同以速度V 。
沿水平面运动,并与一个原来静止的小车
m 3对接,则对接后瞬间,小车的速度
C.
(m 2 mhM m 1 m 2 m 3
m^v 。
m 1 m 2 m 3
m 2
V 0
m 3
m^v 。
m 2 m 3
D
.以上答案均不对
7.带有1 /4光滑圆弧轨道质量为
M 的滑车静置于光滑水平面上,如图所示.一质量为
S
图6^5
3处,E球落
到地面上,地面上铺一张盖有复写纸的白纸D.保持a角度不变,多次重复上述实验,白
纸上记录到多个E球的落点.
(1) ______________________________ 图中s应是E球初始位置到的水平距离.
(2)为了验证两球碰撞过程动量守恒,应测得___________ 、_________ 、_______ 、________ ________ 、________ 、________ 等物理量.
(3)用测得的物理量表示碰撞前后A球、E 球的动量:P A=_________ , F A'=___________ ,p
B = ________ , P B '= _________ .
10.计算题(10分)如图所示,质量为M的金属块和质量为m的木块,通过细线连在一起,
从静止开始以加速度a在水中下沉,经时间t,细线断开,再经时间t',木块停止下沉,求
此时金属块速度大小.
11. (18分)如图所示,A、B两物体及平板小车C的质量之比为m A: m B: m C= 1 : 2 : 3, A、B间夹有少量炸药,如果A、B两物体原来静止在平板小车上,A、B与平板小车间的
动摩擦因数相同,平板车置于光滑的水平面上•炸药爆炸后,A、B分离,到物体A和物体B
分别与小车相对静止时,所用时间之比为多少(设平板小车足够长)
12. (17分)如图2 —4 —5所示,甲、乙两人各乘一辆冰车在山坡前的水平冰道上游戏,
甲和他冰车的总质量m i=40kg,从山坡上自由下滑到水平直冰道上的速度v i=3m/s,乙和他的冰车的质量m=60kg,以大小为V2=0.5m/s的速度迎面滑来.若不计一切
摩擦,为使两车不再相撞,试求甲的推力
对乙做功的数值范围
参考答案
1、B 2 、BC 3 、C
8、ABD
■I],
^zzzzzxz/z2>
图 2 —4— 5
、BCD
9. (1)B球各落地点中心(2)m A、m B、L、a、B、H、S
⑶ m A 2gL(1 cos ) m A 2gL(1 cos )
10.解析:M 和m 系统在绳断前后所受外力均为重力和浮力,其合力为
据动量定理有(M+ n ) a (t+t' )= MV 故木块停止下沉时金属块速度大小
11.
取水平向左为正方向•设A 、B 分离时的
速率分别为
v A 、v B , B 相对C 静止时A 的速率
为V A 〈 B C 的共同速率为V BC ,所求时间分别为t A 、t B .
对A 、B 在炸药爆炸的过程,由动量守恒定律有
m A V A m B V B 0
.............. ①
可得:
v A 2V B
................... ②
对A 、B 和C 从爆炸后到B 相对C 静止的过程,由动量守恒定律有
□ A V A ' (m B m c )V Bc 0
.............. ③
可得:V A ' 5V BC
................... ④
对A 的速率从v A 〜v A /和v A 〜0的两个过程,由动量定理有
m A gt B E A V A ' m A V A
....................... ⑤
m A gt A 0
m A V A
....................... ⑥
对B,由动量定理有
m B gt B m B V
BC (E B V B )
....................... ⑦
t 8
联立②④⑤⑥⑦式,解得:
— -
t B 3
1 2 1 2
12.取向右方向为正,
mv 1— n a v 2= m 1v 甲 + m 2v 乙,对乙由动能定理得 W =—m 2v 乙— m 2v 2 ,
2 2
当v
甲 =
v 乙时,甲对乙做的功最少 W =,当v 甲 =— v 乙时,甲对乙做的功最多 W =600J ,
F =( M+ m ) a ,根
V=
(n ) a(t +1')
M
甲对乙做功的数值范围为w W 600J.。