《动量守恒定律》单元测试
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第16章 动量守恒定律 单元测试题考试时间90分 满分100分一、多项选择题(每小题有多个正确答案,每题4分,漏选得2分,共40分) 1、如图所示,水平地面上O 点的正上方竖直自由下落一个物体m ,中途炸成a ,b 两块,它们同时落到地面,分别落在A 点和B 点,且OA >OB ,若爆炸时间极短,空气阻力不计,则 ( ) A .落地时a 的速率大于b 的速率B .落地时在数值上a 的动量大于b 的动量C .爆炸时a 的动量增加量数值大于b 的增加量数值D .爆炸过程中a 增加的动能大于b 增加的动能2、质量为m 的小球A ,沿光滑水平面以0v 的速度与质量为2m 的静止小球B发生正碰,碰撞后,A 球速度大小变为原来的31,那么小球B 的速度可能是( ) A 、031v B 、 032v C 、 094v D 、 095v 3、在光滑的水平面上动能为0E ,动量大小为0P 的小钢球1与静止的小刚球2发生碰撞,碰撞前后钢球1的运动方向相反,将碰后球1的动能和动量的大小分别记为1E 和1P ,球2的动能和动量的大小分别记为2E ,2P ,则必有( ) A 、 1E <0E B 、 1P <0P C 、 2E >0E D 、 2P >0P4、如图甲所示,一轻质弹簧的两端与质量分别为m 1和m 2的两物块A 、B 相连接,并静止在光滑的水平面上.现使A 获得水平向右的瞬时速度3m/s ,以此刻为计时起点,两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示,从图象信息可得( )A.在t 1、t 3时刻两物块达到共同速度1m/s ,且弹簧都是处于压缩状态B.从t3到t4时刻弹簧由压缩状态恢复到原长C.两物体的质量之比为m1:m2=1:2D.在t2时刻A和B的动能之比为E k1: E k2=1:85、质量为m的物块甲以3m/s的速度在光滑水平面上运动,有一轻弹簧固定其上,另一质量也为m的物体乙以4m/s的速度与甲相向运动,如图所示。
则()A.甲、乙两物块在弹簧压缩过程中,由于弹力作用,动量不守恒B.当两物块相距最近时,甲物块的速率为零C.当甲物块的速率为1m/s时,乙物块的速率可能为2m/s,也可能为0D.甲物块的速率可能达到5m/s6、如下图,在地面上固定一个质量为M的竖直木杆,一个质量为m的人以加速度a沿杆匀加速向上爬,经时间t,速度由零增加到v,在上述过程中,地面对木杆的支持力的冲量为()A. ()+- B. ()Mg mg ma tm M v+C. ()++ D. mvMg mg ma t7、如图所示,半径为R,质量为M,内表面光滑的半球物体放在光滑的水平面上,左端紧靠着墙壁,一个质量为m的小球从半球形物体的顶端的a点无初速释放,图中b点为半球的最低点,c点为半球另一侧与a同高的顶点,关于物块M和m的运动,下列说法中正确的有()A、m从a点运动到b点的过程中,m与M系统的动量守恒。
B、m从a点运动到b点的过程中,m的机械能守恒。
C、m释放后运动到b点右侧,m能到达最高点c。
D、m在a、c往返运动过程,经过最低点b时的速度大小相等。
8、一个小球从距地面高度H 处自由落下,与水平地面发生碰撞。
设碰撞时间为一个定值t ,则在碰撞过程中,小球与地面的平均作用力与弹起的高度h 的关系是()A .弹起的最大高度h 越大,平均作用力越大B .弹起的最大高度h 越大,平均作用力越小C .弹起的最大高度h =0 ,平均作用力最大D .弹起的最大高度h =0 ,平均作用力最小9、如图2所示,用轻弹簧相连的物块A 和B 放在光滑的水平面上,物块A 紧靠竖直墙壁,一颗子弹沿水平方向射入物体B 并留在其中,在下列依次进行的四个过程中,由子弹、弹簧和A 、B 物块组成的系统,动量不守恒但机械能守恒的是: ①子弹射入木块过程;②B 物块载着子弹一起向左运动的过程;③弹簧推载着子弹的B 物块向右运动,直到弹簧恢复原长的过程;④B 物块因惯性继续向右运动,直到弹簧伸长最大的过程。
( ) A .①② B .②③ C .③④ D .①④10、质量为m 的小物块,在与水平方向成a 角的力F 作用下,沿光滑水平面运动,物块通过A 点和B 点的速度分别是v A 和v B ,物块由A 运动到B 的过程中,力F 对物块做功W 和力F 对物块作用的冲量I 的大小是( )A.A B mv mv W 222121-=B. A B mv mv W 222121->C. A B mv mv I -=D. A B mv mv I -<二、填空题:本题共3题,共15分。
请把答案填在答题卡相应的横线上或按题 目要求作答。
11.光滑的水平面上,用弹簧相连的质量均为2kg 的A 、B 两物块都以6m/s 的速度向右运动,弹簧处于原长,质量为4kg 的物块C 静止在前方,如图7所示。
B 与C 碰撞后二者粘在一起运动,在以后的运动中,当弹簧的弹性势能达到最大为 J 时,物块A 的速度是 m/s 。
12、(8分)a 、b 两个小球在一直线上发生碰撞,它们在碰撞前后的s -t 图象如图所示,若a 球的质量m a =1kg,则图2b球的质量m b等于多少?13、在学习了“实验:探究碰撞中的不变量”的实验后,得出了动量守恒定律,反过来我们可以利用该实验中的有关方案来验证动量守恒定律。
下面是某实验小组选用水平气垫导轨、光电门的测量装置来研究两个滑块碰撞过程中系统动量的变化情况。
实验仪器如图所示。
实验过程:(1)调节气垫导轨水平,并使光电计时器系统正常工作。
(2)在滑块1上装上挡光片并测出其长度L。
(3)在滑块2的碰撞端面粘上橡皮泥(或双面胶纸)。
(4)用天平测出滑块1和滑块2的质量m1、m2。
(5)把滑块1和滑块2放在气垫导轨上,让滑块2处于静止状态(v=0),用2滑块1以初速度v与之碰撞(这时光电计时器系统自动计算时间),撞后两者1粘在一起,分别记下滑块1的挡光片碰前通过光电门的遮光时间t和碰后通过1t。
光电门的遮光时间2v及碰后两者的共同速度v;再(6)先根据t计算滑块1碰撞前的速度Lv/1计算两滑块碰撞前后的动量,并比较两滑块碰撞前后的动量的矢量和。
实验数据:m1=0.324kg m2=0.181kg L=1.00×10-3m次 数滑块1 滑块2 碰前系统动量kgms -1碰后系统动量kgms -1 1v /ms -1v /ms -1 2v /ms -1v /ms -1 11v m 22v m (1m +2m )v1 0.290 0.184 0 0.184 20.4260.2690.269结论:三、计算题(请写出必要的说明和步骤,14题9分,15题10分,16题12分,17题14分,)14、在水平铁轨上放置一门质量为M 的炮车,发射的炮弹质量为m ,设铁轨和炮车间摩擦不计,求: (1)水平发射炮弹时,炮弹速度为v 0,问:炮车的反冲速度是多大?(2)炮身水平方向,炮弹出炮口时,相对炮口速度为v 0,问:炮身的反冲速度为多大?(3)炮车车身与水平方向成θ角,炮弹速度大小为v 0,问:炮身反冲速度是多大?15、质量为M 的木块在水平面上处于静止状态,有一质量为m 的子弹以水平速度v 0击中木块并与其一起运动,若木块与水平面之间的动摩擦因数为μ,则木块在水平面上滑行的距离为多少?某同学解题时立出了动量守恒方程:v m M mv )(0+=……①还立出了能量守恒方程:gs m M v m M mv )()(2121220+++=μ并据此得出结果。
这种解法正确吗?如果是正确的,请求出结果;如果是错误的,请说明所列出的有关方程成立的条件或错的原因,并假设此条件成立,再纠正错误,求出结果。
16、一个质量为m的木块,从半径为R、质量为M的1/4光滑圆槽顶端由静止滑下。
在槽被固定和可沿着光滑平面自由滑动两种情况下,如图所示,木块从槽口滑出时的速度大小之比为多少?17、小孩质量m1=20kg,小车质量m2=290kg。
车原静止,不计车与地面间的摩擦,小孩在地面上奔跑,速度u=5m/s,并以该速度水平跳到车上,紧接着又以大小5m/s的水平速度(相对地面)向后跳离车子,然后再奔跑跳上车子、跳离车子,……,且每次速度大小不变。
问小孩至多跳上车子几次?参考答案一、多项选择题1.AD; 2AB; 3.ABD;4。
;CD 5。
C6,C; 7.BC; 8、AD 9.B. 10.A二、填空题:11.12、312 、解:从位移—时间图像上可看出,碰前B的速度为0,A的速度v0=Δs/Δt=4m/s (1分)碰撞后,A的速度v1=-1m/s,B的速度v2=2m/s,由动量守恒定律得m A v0=m A v1+m B v2,(2分)m B=2.5kg (2分)13、次数滑块1 滑块2 碰前系统动量kgms-1碰后系统动量kgms-11v/ms-1 v/ms-12v/ms-1v/ms-111vm22vm(1m+2m)v1 0.290 0.184 0 0.184 0.094 0 0.0932 0.426 0.269 0 0.269 0.138 0 0.136结论:在误差允许的范围内,碰前系统动量矢量和等于碰后系统动量矢量和。
三、计算题14、(1)设炮身反冲速度为v1,炮车和炮弹系统动量守恒∵mv0=Mv1 ………………………………………… (2分)∴v1= mv0/M………………………………………… (1分)(2)设炮身反冲速度为v1,则炮弹对地速度为v0- v1∵ m(v0- v1)=Mv1……………………………………(2分)∴ v1=mv0/(M+m)…………………………………………(1分)(3) 炮车和炮弹水平方向系统动量守恒∵mv0cosθ=Mv1…………………………………………(2分)∴v1= mv0cosθ/M………………………………………(1分)15、解:这种解法是错误的。
方程①只适用于子弹与木块相互作用时间极短、地面滑动摩擦力冲量可以忽略不计的情况(2分)方程②没有考虑子弹与木块碰撞时损失的机械能(2分)第二个方程应写为gs m M v m M )()(212+=+μ(4分)与方程①联立解得222)(2m M g v m s +=μ(3分) 16、解:圆槽固定时,木块下滑过程中只有重力做功,木块的机械能守恒。
木块在最高处的势能全部转化为滑出槽口时的动能。
由:m g Rmv =1212①木块滑出槽口时的速度:②gRv 21=圆槽可动时,当木块开始下滑到脱离槽口的过程中,对木块和槽所组成的系统,水平方向不受外力,水平方向动量守恒。
设木块滑出槽口时的速度为v 2,槽的速度为u ,则: mv 2+Mu =0③又木块下滑时,只有重力做功,机械能守恒,木块在最高处的势能转化为木块滑出槽口时的动能和圆槽的动能,即: m g Rmv Mu =+1212222④联立③④两式解得木块滑出槽口的速度: v M g Rm M22=+⑤因此,两种情况下滑出槽口的速度之比:()MMm M m M g R gR v v +=+=/222117.解析;设第一次跳上时,它们的共同速度 为01v()11201mu m m v =+…………………………….2分第一次跳下时,小车的速度为1v ∴()1201121m m v mu m v +=-+…………………..2分 ∴1212m u m v =………………….2分同理第二次跳上跳下为1214m u m v =……………………….4分类推:122n nm u m v =…………………….2分∵n v u ≥代入数学7.1n = 取8次………………………..2分。