江苏省赣榆高级中学度高二物理选修35《动量守恒定律》测试题(含解析)-2019年精选教学文档
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高二物理动量守恒定律试题答案及解析1.如图所示,在光滑水平面上使滑块A以2 m/s的速度向右运动,滑块B以4 m/s的速度向左运动并与滑块A发生碰撞,已知滑块A、B的质量分别为1 kg、2 kg,滑块B的左侧连有轻弹簧,求:(1)当滑块A的速度减为0时,滑块B的速度大小;(2)两滑块相距最近时滑块B的速度大小.【答案】(1)(2)【解析】(1)根据动量守恒定律可得(3分)解得:(2分)(2)根据动量守恒定律可得:(3分)解得:(2分)【考点】考查了动量守恒定律的应用2.如图所示,一辆小车静止在光滑水平面上,A、B两人分别站在车的两端.当两人同时相向运动时()A.若小车不动,两人速率一定相等B.若小车向左运动,A的动量一定比B的小C.若小车向左运动,A的动量一定比B的大D.若小车向右运动,A的动量一定比B的大【答案】C【解析】水平面光滑,把两个人和小车看做糸统,在水平方向不受外力,糸统动量守恒。
若小车不动,A、B两个动量相等,由于不知道两个质量大小,所以不能确定两个的速度,A不对。
若小车向左运动,A、B总动量向右,所以A动量大于B动量,故C正确。
若小车向右运动,A、B总动量向左,B动量大于A动量,D错。
【考点】动量守恒3.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/s C.0.7 m/s D.-0.7 m/s【答案】A【解析】设冰壶质量为m,碰后中国队冰壶速度为vx ,由动量守恒定律得 mv=mv+mvx解得vx=0.1 m/s,故选项A正确。
【考点】动量守恒4.(10分)两块厚度相同的木块A和B,紧靠着放在光滑的水平面上,其质量分别为,,它们的下底面光滑,上表面粗糙;另有一质量的滑块C(可视为质点),以的速度恰好水平地滑到A的上表面,如图所示,由于摩擦,滑块最后停在木块B上,B和C的共同速度为3.0m/s,求:(1)木块A的最终速度(2)滑块C离开A时的速度【答案】(1)2.6m/s(2)4.2m/s【解析】(1)这是一个由A、B、C三个物体组成的系统,以这系统为研究对象,当C在A、B上滑动时,A、B、C三个物体间存在相互作用,但在水平方向不存在其他外力作用,因此系统的动量守恒。
高中物理选修3.5动量守恒定律单元测试一.选择题(共10小题)1.在滑冰场上,甲、乙两小孩分别坐在滑冰板上,原来静止不动,在相互猛推一下后分别向相反方向运动,甲在冰上滑行的距离比乙远。
假定两板与冰面间的动摩擦因数相同,下列判断正确的是()A.在推的过程中,甲推乙的力小于乙推甲的力B.在推的过程中,甲推乙的时间小于乙推甲的时间C.在分开时,甲的运动速度大于乙的运动速度D.在分开后,甲运动的加速度大小小于乙运动的加速度大小2.A、B两物块沿同一直线运动,发生碰撞后结合在一起,碰撞前后的x﹣t图象如图所示,其中a、b分别为A、B碰前的图象,c为碰后的图象。
则A、B两物块质量之比为()A.2:3B.1:4C.3:2D.4:33.如图所示,光滑的四分之一圆弧轨道M静止在光滑水平面上,一个物块m在水平地面上以大小为v0的初速度向右运动并无能量损失地滑上圆弧轨道,当物块运动到圆弧轨道上某一位置时,物块向上的速度为零,此时物块与圆弧轨道的动能之比为1:2,则此时物块的动能与重力势能之比为(以地面为零势能面)()A.1:2B.1:3C.1:6D.1:94.假设一小型宇宙飞船沿人造卫星的轨道在高空做匀速圆周运动,运动周期为T,如果飞船沿与其速度相反的方向抛出一个物体A,以后的运动可能是()A.物体A与飞船运动周期都等于TB.物体A的运动周期等于T,而飞船的运动周期小于TC.物体A竖直下落,而飞船在原轨道上运动D.物体A和飞船的运动周期都大于T5.忽然“唵﹣﹣”的一声,一辆运沙车按着大喇叭轰隆隆的从旁边开过,小明就想,装沙时运沙车都是停在沙场传送带下,等装满沙后再开走,为了提高效率,他觉得应该让运沙车边走边装沙。
设想运沙车沿着固定的水平轨道向前行驶,沙子从传送带上匀速地竖直漏下,已知某时刻运沙车前进的速度为v,单位时间从传送带上漏下的沙子质量为m,则下列说法中正确的是()A.若轨道光滑,则运沙车和漏进车的沙组成的系统动量守恒B.若轨道光滑,则运沙车装的沙越来越多,速度却能保持不变C.已知此时运沙车所受的轨道阻力为F阻,则要维持运沙车匀速前进,运沙车的牵引力应为F=F阻D.已知此时运沙车所受的轨道阻力为F阻,则要维持运沙车匀速前进,运沙车的牵引力应为F=F阻+mv6.若物体在运动过程中,受到的合外力不为零,那么以下说法正确的是()A.物体的动能一定变化B.物体的动量一定变化C.物体的速度大小和方向一定都变化D.物体的加速度一定变化7.“跳马”是集技术、力量、勇气于一体的高难度竞技体操项目。
高中物理动量守恒定律试题(有答案和解析)及解析一、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:2.两个质量分别为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.3.如图所示,质量分别为m 1和m 2的两个小球在光滑水平面上分别以速度v 1、v 2同向运动,并发生对心碰撞,碰后m 2被右侧墙壁原速弹回,又与m 1碰撞,再一次碰撞后两球都静止.求第一次碰后m 1球速度的大小.【答案】【解析】设两个小球第一次碰后m 1和m 2速度的大小分别为和,由动量守恒定律得:(4分) 两个小球再一次碰撞,(4分)得:(4分)本题考查碰撞过程中动量守恒的应用,设小球碰撞后的速度,找到初末状态根据动量守恒的公式列式可得4.如图所示,在光滑的水平面上放置一个质量为2m 的木板B ,B 的左端放置一个质量为m 的物块A ,已知A 、B 之间的动摩擦因数为μ,现有质量为m 的小球以水平速度0υ飞来与A 物块碰撞后立即粘住,在整个运动过程中物块A 始终未滑离木板B ,且物块A 和小球均可视为质点(重力加速度g).求:①物块A 相对B 静止后的速度大小;②木板B 至少多长.【答案】①0.25v 0.②2016v L gμ=【解析】试题分析:(1)设小球和物体A 碰撞后二者的速度为v 1,三者相对静止后速度为v 2,规定向右为正方向,根据动量守恒得, mv 0=2mv 1,① (2分) 2mv 1=4mv 2② (2分)联立①②得,v 2=0.25v 0. (1分)(2)当A 在木板B 上滑动时,系统的动能转化为摩擦热,设木板B 的长度为L ,假设A 刚好滑到B 的右端时共速,则由能量守恒得,③ (2分)联立①②③得,L=考点:动量守恒,能量守恒.【名师点睛】小球与 A 碰撞过程中动量守恒,三者组成的系统动量也守恒,结合动量守恒定律求出物块A 相对B 静止后的速度大小;对子弹和A 共速后到三种共速的过程,运用能量守恒定律求出木板的至少长度.5.光滑水平轨道上有三个木块A 、B 、C ,质量分别为3A m m =、B C m m m ==,开始时B 、C 均静止,A 以初速度0v 向右运动,A 与B 相撞后分开,B 又与C 发生碰撞并粘在一起,此后A 与B 间的距离保持不变.求B 与C 碰撞前B 的速度大小.【答案】065B v v = 【解析】 【分析】 【详解】设A 与B 碰撞后,A 的速度为A v ,B 与C 碰撞前B 的速度为B V ,B 与C 碰撞后粘在一起的速度为v ,由动量守恒定律得: 对A 、B 木块:0A A A B B m v m v m v =+对B 、C 木块:()B B B C m v m m v =+由A 与B 间的距离保持不变可知A v v = 联立代入数据得:065Bv v =.6.[物理─选修3-5] (1)天然放射性元素23994Pu 经过 次α衰变和 次β衰变,最后变成铅的同位素 。
《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。
动量守恒定律练习题含答案及解析一、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 l 1m 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1反弹,小球向右摆动一个小角度即被取走。
2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 g 10m/s 2。
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:m gL = 1mv 2 1 m v 2121 121 0解之可得: v 1 =4m/s因为 v 1 v ,说明假设合理m 1v 1 = 1 2滑块与小球碰撞,由动量守恒定律: 2m 1v 1+m 2v 2解之得: v 2 =2m/s碰后,对小球,根据牛顿第二定律:F m 2 gm 2 v 22l小球受到的拉力:F 42N(2)设滑块与小球碰撞前的运动时间为t 1 ,则 L1v 0 v 1 t 12解之得: t 1 1s在这过程中,传送带运行距离为: S 1 vt 1 3m 滑块与传送带的相对路程为:X 1L X 1 1.5m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 t 2则根据动量定理:m 1 gt 2m 11v 12解之得: t2 2s滑块向左运动最大位移: x m 1 1v1 t 2=2m2 2因为 x m L ,说明假设成立,即滑块最终从传送带的右端离开传送带1再考虑到滑块与小球碰后的速度2 v1< v ,说明滑块与小球碰后在传送带上的总时间为2t2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X 22vt212m因此,整个过程中,因摩擦而产生的内能是Q m1 g x1 x2=13.5J2.如图:竖直面内固定的绝缘轨道abc R=3 m的光滑圆弧段bc与长l=1.5 m的粗,由半径糙水平段 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/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 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) F N 4.6 10 2 N (2) B1 1.25T(3) t 127s ,1900和21430 360【解析】【详解】解: (1)设 P 碰撞前后的速度分别为 v 1 和 v 1 , Q 碰后的速度为 v 2 从 a 到 b ,对,由动能定理得: 1212P- m 1gl2 m 1v 12m 1v解得: v 1 7m/s碰撞过程中,对 P , Q 系统:由动量守恒定律: m 1v 1 m 1v 1 m 2v 2取向左为正方向,由题意 v 11m/s,解得: v 24m/sb 点:对 Q ,由牛顿第二定律得: F Nm 2 g m 2 v 2 2R解得 : F N 4.6 10 2 N(2)设 Q 在 c 点的速度为 v c ,在 b 到 c 点,由机械能守恒定律:m 2 gR(1 cos )1m 2v c21m 2v 2 22 2解得: v c 2m/s进入磁场后: Q 所受电场力 F qE 3 10 2Nm 2 g ,Q在磁场做匀速率圆周运动由牛顿第二定律得:qv c B 1m 2v c2r 1Q 刚好不从 gh 边穿出磁场,由几何关系: r 1 d 1.6m解得: B 11.25T(3)当所加磁场 B 22T ,r2m 2v c1mqB 2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:d r2 设最大圆心角为,由几何关系得:cos(180)r2 解得:1272 m2运动周期: TqB2则 Q 在磁场中运动的最长时间:t T 127?2 m2 127 s360 360 qB2 360此时对应的角: 1 90 和2 1433.如图甲所示,物块A、 B 的质量分别是m A B=4.0kg 和 m =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 v1= 9 m/s,碰后速度为v2= 3 m/s , C 与 A 碰撞过程动量守恒. m c 1 AC2v =( m + m ) v即 m c= 2 kg② 12 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) v3=( m A+ m B+ m C) v4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.如图所示,质量分别为m1和m2的两个小球在光滑水平面上分别以速度v1、 v2同向运动,并发生对心碰撞,碰后 m2被右侧墙壁原速弹回,又与 m1碰撞,再一次碰撞后两球都静止.求第一次碰后 m1球速度的大小 .【答案】 【解析】设两个小球第一次碰后 m 1 和 m 2 速度的大小分别为和 ,由动量守恒定律得:( 4 分)两个小球再一次碰撞, (4 分)得:( 4 分)本题考查碰撞过程中动量守恒的应用,设小球碰撞后的速度,找到初末状态根据动量守恒的公式列式可得5. 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。
高二选修3-5《动量和动量守恒》单元测试题一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确。
全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的或不答的得0分。
)1.对于力的冲量的说法,正确的是()A.力越大,力的冲量就越大B.作用在物体上的力大,力的冲量也不一定大C.F1与作用时间t1的乘积F1t1等于F2与作用时间t2的乘积F2t2,则这两个冲量相同D.静置于地面的物体受水平推力F的作用,经时间t仍静止,则此推力的冲量为零2.一炮弹以一定倾角斜向上发射达到最高点时,爆炸成两块,其中一块沿原方向运动,则另一块()A、一定沿原来相反的方向运动B、一定沿原来相同的方向运动C、可能做自由落体运动D、可能做竖直上抛运动3.如图所示,用细线挂一质量为M的木块,有一质量为m的子弹自左向右水平射穿此木块,穿透前后子弹的速度分别为v0和v(设子弹穿过木块的时间和空气阻力不计),木块的速度大小为()4.放在光滑水平面上的A、B两小车中间夹了一压缩轻质弹簧,用两手分别控制小车处于静止状态,下面说法中正确的是()A.两手同时放开后,两车的总动量为零B.先放开右手,后放开左手,两车的总动量向右C.先放开左手,后放开右手,两车的总动量向右D.两手同时放开,两车总动量守恒;两手放开有先后,两车总动量一定不为零5.质量为100kg的小船静止在水面上,船两端有质量40kg的甲和质量60kg的乙,当甲、乙同时以3m/s的速率向左、向右跳入水中后,小船的速率为()A、0B、0.3m/s,向左C、0.6m/s,向右D、0.6m/s,向左6.质量为50kg的人以8m/s的速度跳上一辆迎面驶来的质量为200kg,速度为4m/s 的平板车。
人跳上车后,车的速度为()A、4.8m/sB、3.2m/sC、1.6m/sD、2m/s7.长木板A 放在光滑的水平面上,质量为m=2kg 的另一物体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所示,则下列说法正确的是( )A.木板获得的动能为1JB.系统损失的机械能为2JC.木板A 的最小长度为1mD. A 、B 间的动摩擦因数为0.28.一个质量为m 的弹性小球,与水平钢板成450角打在钢板上,刚接触钢板时的速度为υ,然后又以同样大的速率和方向反弹上去,在与钢板碰撞过程中,小球动量的变化量是( )A .2m υ,方向竖直向上B .0C . 2 m υ,方向竖直向上D . 2 m υ,方向水平向右二、填空、实验题(本题共2小题,每空2分,共14分)9.某同学用如图所示装置,通过半径相同的A 、B 两球的碰撞来验证动量守恒定律.(1)实验中必须要求的条件是( )A .斜槽轨道尽量光滑以减少误差B .斜槽轨道末端的切线必须水平C .入射球和被碰球的质量必须相等,且大小相同D .入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下(2)在以下选项中,哪些是本次实验必须进行的测量?A.水平槽上未放B 球时,测量A 球落点位置到O 点的距离B.A 球与B 球碰撞后,测量A 球落点位置到O 点的距离C.测量A 球或B 球的直径D.测量A 球和B 球的质量(或两球质量之比)E.测量G 点相对于水平槽面的高度答: (填选项号).(3)某次实验中得出的落点情况如下图所示,假设碰撞过程中动量守恒,则入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比为____________.10.某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,推动A使它做匀速运动,然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体,继续做匀速运动,他设计的装置如图1所示,在小车A后连着纸带,长木板下垫着小木片以平衡摩擦力.(1)若已得到打点纸带,并将测得各记数点间距标在下面(如图2),A为运动起始的第一点,则应选_______ 段来计算A车的碰前速度,应选___段来计算A车和B车碰后的共同速度.(以上两空填“AB”或“BC”,或“CD”或“DE”)(2)已测得小车A的质量m1=0.40kg, 小车B的质量m2=0.20kg,由以上测量结果可得,碰前总动量= kg·m/s;碰后总动量= kg·m/s.三、计算题(本题共3小题,共38分.按题目要求作答.解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.)11.(12分)质量为m的小球,从沙坑上方自由下落,经过时间t1到达沙坑表面,又经过时间t2停在沙坑里。
江苏省赣榆高级中学度高二物理动量守恒定律章末同步练习(含解析)动量守恒定律章末同步练习1.一辆平板车中止在润滑水平面上,车上一人(原来也运动)用大锤敲打车的左端,如图3-2所示,在锤的延续敲打下,这辆平板车将( )A.左右来回运动B.向左运动C.向右运动D.运动不动解析:系统水平方向总动量为零,车左右运动方向与锤头左右运动方向相反,锤头运动,车就运动,锤头不动,车就停下。
答案:A2.如图3-3所示,三个小球的质量均为m,B、C两球用轻弹簧衔接后放在润滑的水平面上,A球以速度v0沿B、C两球球心的连线向B球运动,碰后A、B两球粘在一同。
对A、B、C及弹簧组成的系统,以下说法正确的选项是( )A.机械能守恒,动量守恒B.机械能不守恒,动量守恒C.三球速度相等后,将一同做匀速运动D.三球速度相等后,速度仍将变化解析:因水平面润滑,故系统的动量守恒,A、B两球碰撞进程中机械能有损失,A错误,B正确;三球速度相等时,弹簧形变量最大,弹力最大,故三球速度仍将发作变化,C错误,D正确。
答案:B、D3.如图3-5所示,在润滑水平面上,有一质量为M=3 kg的薄板和质量m=1 kg的物块,都以v=4 m/s的初速度朝相反的方向运动,它们之间有摩擦,薄板足够长,当薄板的速度为2.4 m/s时,物块的运动状况是( )A.做减速运动B.做减速运动C.做匀速运动D.以上运动都有能够解析:物块与薄板相对运动进程中,在竖直方向受重力和支持力作用,刚好矢量和为零,在水平方向不受外力作用,所以物块与薄板组成的系统动量守恒,且在相对运动的进程中任一时辰系统的总动量都不变。
薄板足够长,那么最终物块和薄板到达共同速度v ′,由动量守恒定律得(取薄板运动方向为正方向)Mv -mv =(M +m )v ′,那么v ′=Mv -mv M +m =(3-1)×43+1m/s =2 m/s 。
共同运动速度的方向与薄板初速度的方向相反。
高二物理动量守恒定律试题答案及解析1. 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 =4 kg ,m B =2 kg ,速度分别是v A =3 m/s(设为正方向),v B =-3 m/s.则它们发生正碰后,速度的可能值分别为( )A .v A ′=1 m/s ,vB ′=1 m/s B .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/s 【答案】A【解析】两球碰撞过程系统动量守恒,碰撞过程中系统机械能不可能增加,碰撞后的系统总动能应该小于或等于碰撞前的系统总动能;同时,碰撞后A 球速度不大于B 球的速度. 碰前系统总动量为,碰前总动能为;若,则系统动量守恒,动能3J ,碰撞后A 球速度不大于B 球的速度,符合,故A 可能; 若,则系统动量守恒,动能大于碰撞前,不符合题意,故B 不可能; 若,则系统动量守恒,但不符合碰撞后A 球速度不大于B 球的速度,故C 不可能; 若,则系统动量不守恒,D 不可能。
【考点】考查了动量守恒定律的应用2. 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F 使弹簧压缩,如图所示.当撤去外力F 后,下列说法中正确的是( )A .a 尚未离开墙壁前,a 和b 组成的系统动量守恒B .a 尚未离开墙壁前,a 和b 组成的系统动量不守恒C .a 离开墙壁后,a 、b 组成的系统动量守恒D .a 离开墙壁后,a 、b 组成的系统动量不守恒【答案】BC【解析】在a 离开墙壁前、弹簧伸长的过程中,对a 和b 构成的系统,由于受到墙给a 的弹力作用,所以a 、b 构成的系统动量不守恒,因此B 选项正确,A 选项错误;a 离开墙壁后,a 、b 构成的系统所受合外力为零,因此动量守恒,故C 选项正确,D 选项错误. 【考点】动量守恒条件的判断3. 如图所示,质量为m 的铅弹以大小为初速度射入一个装有砂子的总质量为M 的静止的砂车中并与车相对静止,砂车与水平地面间的摩擦可以忽略.求:(1)弹和砂车的共同速度;(2)弹和砂车获得共同速度后,砂车底部出现一小孔,砂子从小孔中流出,当漏出质量为的砂子时砂车的速度 【答案】(1)(2)【解析】:(1)以铅球、砂车为系统,水平方向动量守恒,,得球和砂车的共同速度.(2)球和砂车获得共同速度后漏砂过程中系统水平方向动量也守恒,设当漏出质量为的砂子时砂车的速度为,砂子漏出后做平抛运动,水平方向的速度仍为,由,得.【考点】考查了动量守恒定律的应用4.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mB =2mA,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,则左方是球,碰撞后A、B两球速度大小之比为。
《动量守恒定律》测试题(含答案)(1)一、动量守恒定律 选择题1.两滑块a 、b 沿水平面上同一条直线运动,并发生碰撞,碰撞后两者粘在一起运动.两者的位置x 随时间t 变化的图象如图所示.若a 滑块的质量a m 2kg =,以下判断正确的是( )A .a 、b 碰撞前的总动量为3 kg m /s ⋅B .碰撞时a 对b 所施冲量为4 N s ⋅C .碰撞前后a 的动量变化为4 kg m /s ⋅D .碰撞中a 、b 两滑块组成的系统损失的动能为20 J2.如图所示,质量10.3kg m =的小车静止在光滑的水平面上,车长 1.5m l =,现有质量20.2kg m =可视为质点的物块,以水平向右的速度0v 从左端滑上小车,最后在车面上某处与小车保持相对静止.物块与车面间的动摩擦因数0.5μ=,取2g=10m/s ,则( )A .物块滑上小车后,系统动量守恒和机械能守恒B .增大物块与车面间的动摩擦因数,摩擦生热不变C .若0 2.5m/s v =,则物块在车面上滑行的时间为0.24sD .若要保证物块不从小车右端滑出,则0v 不得大于5m/s3.如图所示,固定的光滑金属水平导轨间距为L ,导轨电阻不计,左端接有阻值为R 的电阻,导轨处在磁感应强度大小为B 、方向竖直向下的匀强磁场中.质量为m 、电阻不计的导体棒ab ,在垂直导体棒的水平恒力F 作用下,由静止开始运动,经过时间t ,导体棒ab 刚好匀速运动,整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触.在这个过程中,下列说法正确的是A .导体棒ab 刚好匀速运动时的速度22FR v B L =B .通过电阻的电荷量2Ft q BL= C .导体棒的位移22244FtRB L mFR x B L -= D .电阻放出的焦耳热2222244232tRF B L mF R Q B L -= 4.将质量为m 0的木块固定在光滑水平面上,一颗质量为m 的子弹以速度v 0沿水平方向射入木块,子弹射穿木块时的速度为03v .现将同样的木块放在光滑的水平桌面上,相同的子弹仍以速度v 0沿水平方向射入木块,设子弹在木块中所受阻力不变,则以下说法正确的是()A .若m 0=3m ,则能够射穿木块B .若m 0=3m ,子弹不能射穿木块,将留在木块中,一起以共同的速度做匀速运动C .若m 0=3m ,子弹刚好能射穿木块,此时子弹相对于木块的速度为零D .若子弹以3v 0速度射向木块,并从木块中穿出,木块获得的速度为v 1;若子弹以4v 0速度射向木块,木块获得的速度为v 2;则必有v 1<v 25.在光滑水平面上,有两个小球A 、B 沿同一直线同向运动(B 在前),已知碰前两球的动量分别为pA =10 kg·m/s 、pB =13 kg·m/s ,碰后它们动量的变化分别为ΔpA 、ΔpB .下列数值可能正确的是( )A .ΔpA =-3 kg·m/s 、ΔpB =3 kg·m/sB .ΔpA =3 kg·m/s 、ΔpB =-3 kg·m/sC .ΔpA =-20 kg·m/s 、ΔpB =20 kg·m/sD .ΔpA =20kg·m/s 、ΔpB =-20 kg·m/s6.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1:107.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。
高中物理动量守恒定律试题(有答案和解析)一、高考物理精讲专题动量守恒定律1.如图所示,质量为M=1kg 上表面为一段圆弧的大滑块放在水平面上,圆弧面的最底端刚好与水平面相切于水平面上的B 点,B 点左侧水平面粗糙、右侧水平面光滑,质量为m=0.5kg 的小物块放在水平而上的A 点,现给小物块一个向右的水平初速度v 0=4m/s ,小物块刚好能滑到圆弧面上最高点C 点,已知圆弧所对的圆心角为53°,A 、B 两点间的距离为L=1m ,小物块与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2,重力加速度为g=10m/s 2.求: (1)圆弧所对圆的半径R ;(2)若AB 间水平面光滑,将大滑块固定,小物块仍以v 0=4m/s 的初速度向右运动,则小物块从C 点抛出后,经多长时间落地?【答案】(1)1m (2)428225t s = 【解析】 【分析】根据动能定理得小物块在B 点时的速度大小;物块从B 点滑到圆弧面上最高点C 点的过程,小物块与大滑块组成的系统水平方向动量守恒,根据动量守恒和系统机械能守恒求出圆弧所对圆的半径;,根据机械能守恒求出物块冲上圆弧面的速度,物块从C 抛出后,根据运动的合成与分解求落地时间; 【详解】解:(1)设小物块在B 点时的速度大小为1v ,根据动能定理得:22011122mgL mv mv μ=- 设小物块在B 点时的速度大小为2v ,物块从B 点滑到圆弧面上最高点C 点的过程,小物块与大滑块组成的系统水平方向动量守恒,根据动量守恒则有:12()mv m M v =+ 根据系统机械能守恒有:2201211()(cos53)22mv m M v mg R R =++- 联立解得:1R m =(2)若整个水平面光滑,物块以0v 的速度冲上圆弧面,根据机械能守恒有:2200311(cos53)22mv mv mg R R =+- 解得:322/v m s =物块从C 抛出后,在竖直方向的分速度为:38sin 532/5y v v m s =︒= 这时离体面的高度为:cos530.4h R R m =-︒=212y h v t gt -=-解得:4282t s +=2.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 '=3.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.4.一质量为的子弹以某一初速度水平射入置于光滑水平面上的木块并留在其中,与木块用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起,开始弹簧处于原长,如图所示.已知弹簧被压缩瞬间的速度,木块、的质量均为.求:•子弹射入木块时的速度;‚弹簧被压缩到最短时弹簧的弹性势能. 【答案】22()(2)Mm aM m M m ++b【解析】试题分析:(1)普朗克为了对于当时经典物理无法解释的“紫外灾难”进行解释,第一次提出了能量量子化理论,A 正确;爱因斯坦通过光电效应现象,提出了光子说,B 正确;卢瑟福通过对粒子散射实验的研究,提出了原子的核式结构模型,故正确;贝克勒尔通过对天然放射性的研究,发现原子核有复杂的结构,但没有发现质子和中子,D错;德布罗意大胆提出假设,认为实物粒子也具有波动性,E错.(2)1以子弹与木块A组成的系统为研究对象,以子弹的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:解得:.2弹簧压缩最短时,两木块速度相等,以两木块与子弹组成的系统为研究对象,以木块的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:解得:由机械能守恒定律可知:.考点:本题考查了物理学史和动量守恒定律5.冰球运动员甲的质量为80.0kg。
江苏省赣榆高级中学2019-2019学年度高二物理选修3-5《动量守恒定律》测试题高二物理备课组本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100,考试时间60分钟。
第Ⅰ卷(选择题 共40分)一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。
在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分。
)1.某人站在静浮于水面的船上,从某时刻开始从船头走向船尾,不计水的阻力,那么在这段时间内人和船的运动情况是( )A .人匀速走动,船则匀速后退,且两者的速度大小与它们的质量成反比B .人匀加速走动,船则匀加速后退,且两者的加速度大小一定相等C .不管人如何走动,在任意时刻两者的速度总是方向相反,大小与它们的质量成反比D .人走到船尾不再走动,船则停下解析:以人和船构成的系统为研究对象,其总动量守恒,设v 1、v 2分别为人和船的速率,则有0=m 人v 1-M 船v 2,故有v 1v 2=M 船m 人可见A 、C 、D 正确。
人和船若匀加速运动,则有F =m 人a 人,F =M 船a 船所以a 人a 船=M 船m 人,本题中m 人与M 船不一定相等,故B 选项错误。
答案:A 、C 、D2.如图甲所示,在光滑水平面上的两个小球发生正碰。
小球的质量分别为m 1和m 2。
图(十六)-1乙为它们碰撞前后的x -t 图象。
已知m 1=0.1 kg ,由此可以判断( ) ①碰前m 2静止,m 1向右运动②碰后m 2和m 1都向右运动③由动量守恒可以算出m 2=0.3 kg④碰撞过程中系统损失了0.4 J 的机械能以上判断正确的是( )A .①③B .①②③C .①②④D .③④解析:由图象知,①正确,②错误;由动量守恒m 1v =m 1v 1+m 2v 2,将m 1=0.1 kg ,v=4 m/s ,v 1=-2 m/s ,v 2=2 m/s 代入可得m 2=0.3 kg ,③正确;ΔE =12m 21-⎝⎛⎭⎫12m 1v 21+12m 2v 22=0,④错误。
答案:A3.如图所示,设车厢长度为l ,质量为M ,静止于光滑的水平面上,车厢内有一质量为m 的物体以速度v 0向右运动,与车厢壁来回碰撞n 次后,静止于车厢中,这时车厢的速度为( )A .v 0,水平向右B .0C .m v 0/(m +M ),水平向右D .m v 0/(M -m ),水平向右解析:把物体以速度v 0向右运动到物体最后静止在车厢的整个过程作为研究的时间范围,设车厢最后的速度为v ,对过程始末应用动量守恒定律,得m v 0=(m +M )v ,得v =m v 0/(m +M )。
故C 项正确。
答案:C4.5.一质量为m 的铁锤,以速度v 竖直打在木桩上,经过Δt 时间而停止,则在打击时间内,铁锤对木桩的平均冲力的大小是( )A .mg Δt B.m v ΔtC.m v Δt +mgD.m v Δt-mg 解析:对铁锤应用动量定理,设木桩对铁锤的平均作用力为F ,则(F -mg )Δt =0-(-m v ),解得F =m v +mg ,所以铁锤对木桩的平均冲力F ′=F =m v +mg 。
答案:C6.如图所示,位于光滑水平桌面上的小滑块P 和Q 都可视作质点且质量相等。
Q 与轻质弹簧相连。
设Q 静止,P 以某一初速度向Q 运动并与弹簧发生碰撞。
在整个碰撞过程中,弹簧具有的最大弹性势能等于( )A .P 的初动能B .P 的初动能的12C .P 的初动能的13D .P 的初动能的14解析:两者速度相等时,弹簧最短,弹性势能最大。
设P 的初速度为v ,两者质量均为m ,弹簧最短时两者的共同速度为v ′,弹簧具有的最大弹性势能为E p 。
根据动量守恒,有m v =2m v ′,根据能量守恒有12m v 2=12×2m v ′2+E p ,以上两式联立求解得E p =14m v 2。
可见弹簧具有的最大弹性势能等于滑块P 原来动能的一半,B 正确。
答案:B7.在光滑水平面上,两球沿球心连线以相等速率相向而行,并发生碰撞,下列现象可能的是( )A .若两球质量相同,碰后以某一相等速率互相分开B .若两球质量相同,碰后以某一相等速率同向而行C .若两球质量不同,碰后以某一相等速率互相分开D .若两球质量不同,碰后以某一相等速率同向而行解析:本题考查运用动量守恒定律定性分析碰撞问题,光滑水平面上两小球的对心碰撞符合动量守恒的条件,因此碰撞前后两小球组成的系统总动量守恒。
A 项,碰撞前两球总动量为零,碰撞后也为零,动量守恒,所以A 项是可能的。
B 项,若碰撞后两球以某一相等速率同向而行,则两球的总动量不为零,而碰撞前为零,所以B 项不可能。
C 项,碰撞前后系统的总动量的方向不同,所以动量不守恒,C 项不可能。
D 项,碰撞前总动量不为零,碰后也不为零,方向可能相同,所以D 项是可能的。
答案:A 、D8.如图所示,三角形木块A 质量为M ,置于光滑水平面上,底边长a ,在其顶部有一三角形小木块B 质量为m ,其底边长b ,若B 从顶端由静止滑至底部,则木块后退的距离为( )A.ma M +mB.Ma M +mC.m (a -b )M +mD.M (a -b )M +m解析:A 、B 二者组成的系统水平方向不受外力作用,故系统水平方向满足动量守恒定律,则系统水平方向平均动量也守恒,由动量守恒定律得0=M x t -m a -b -x t解得x =m (a -b )M +m。
答案:C9.一平板小车静止在光滑的水平地面上,甲、乙两个人要背靠着站在车的中央,当两人同时向相反方向行走,如甲向小车左端走,乙向小车右端走,发现小车向右运动,则( )A .若两人的质量相等,则必定v 甲>v 乙B .若两人的质量相等,则必定v 甲<v 乙C .若两人的速度相等,则必定m 甲>m 乙D .若两人的速度相等,则必定m 甲<m 乙解析:甲、乙两人和小车组成的系统满足动量守恒定律,由动量守恒定律知m 甲v 甲=m 乙v 乙+m 车v 车,所以A 、C 选项正确。
答案:A 、C10.如图所示,两个质量相等的物体沿同一高度、倾角不同的两光滑斜面顶端从静止自由下滑,到达斜面底端,两个物体具有不同的物理量是( )A .下滑的过程中重力的冲量B .下滑的过程中弹力的冲量C .下滑的过程中合力的冲量D .刚到达底端时的动量大小解析:由运动学知识可知两个物体下滑所用的时间不同,由I =Ft 可知A 项正确;由于倾角不同,两物体受的弹力方向不同,所以B 项正确;根据机械能守恒知两物体到达底端时的速度大小相等,由于速度方向不同,两物体的动量变化也不同,由动量定理可知C 项正确。
答案:A 、B 、C第Ⅱ卷(非选择题 共60分)二、填空题。
(共4小题,每小题5分,共20分。
把答案直接填写在题中横线上,不要求写出演算过程。
)11.(5分)如图所示,一铁块压着一纸条放在水平桌面上,当以速度v 抽出纸条后,铁块掉到地面上的P 点,若以2v 的速度抽出纸条,则铁块落地点将在________。
(填“P 点”、“P 点左侧”或“P 点右侧”)解析:铁块受到的滑动摩擦力一定,纸条抽出的速度越大,作用时间越短,摩擦力的冲量越小,由动量定理知I =Δp =m v ′-0,铁块获得的速度越小,平抛的水平距离也越小,故当以2v 的速度抽出时,铁块的落地点在P 点左侧。
答案:P 点左侧12.(5分)一质量为1 kg 的小球从0.8 m 高的地方自由下落到一个软垫上,若从小球接触软垫到下陷至最低点经历了0.2 s ,则这段时间内软垫对小球冲量的大小为________。
(g 取10 m/s 2,不计空气阻力)解析:规定竖直向上为正方向,根据动量定理,有(F -mg )t =0-(-m v 0),而v 0= 2gh ,由上面两式可求得Ft =6 N·s ,即这段时间内软垫对小球的冲量为6 N·s ,方向竖直向上。
答案:6 N·s13.(5分)场强为E 、方向竖直向上的匀强电场中有两小球A 、B ,它们的质量分别为m 1、m 2,电量分别为q 1、 q 2。
A 、B 两球由静止释放,重力加速度为g ,则小球A 和B 组成的系统动量守恒应满足的关系式为________。
解析:动量守恒定律的条件是系统不受外力作用或者所受外力之和为零,若A 、B 两小球组成的系统满足动量守恒定律,则系统所受的电场力和重力必须平衡,即E (q 1+q 2)=(m 1+m 2)g 。
)答案:E (q 1+q 2)=(m 1+m 2)g14.(5分)用半径相同的两小球A 、B 的碰撞验证动量守恒定律,实验装置如图所示,斜槽与水平槽圆滑连接。
实验时先不放B 球,使A 球从斜槽上某一固定点C 由静止滚下,落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。
再把B 球静置于水平槽前端边缘处,让A 球仍从C 处由静止滚下,A 球和B 球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹。
记录纸上的O 点是重垂线所指的位置,若测得各落点痕迹到O 点的距离:OM =2.68 cm ,OP =8.62 cm ,O N =11.50 cm ,并知A 、B 两球的质量比为,则未放B 球时A 球落地点是记录纸上的__________点,系统碰撞前总动量p 与碰撞后总动量p ′的百分误差|p -p ′|p=__________%(结果保留一位有效数字)。
解析:未放B 球时,A 球落在P 点。
|p -p ′|p =|m A ·OP -(m B ·ON +m A ·OM )|m A ·OP= |2m ×8.62-(m ×11.50+2m ×2.68)|2m ×8.62=0.02=2%。
答案:P 2三、计算题(共6小题,共40分。
解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。
只写出最后答案的不能得分。
有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
)15.(6分)如图所示,一根质量不计,长为1 m 能承受最大拉力为14 N 的绳子,一端固定于天花板上,另一端系一质量为1 kg 的小球,整个装置处于静止状态,若要将绳子拉断,作用在球上的水平冲量至少应为多少?(g 取10 m/s 2)解析:作用在小球上的冲量等于小球动量的增量:I =m v 0,当小球受到冲量时,则F T -mg =m v 20L ,F T =mg +m v 20L当F T =14 N 时,v 0=2 m/s ,所以I =2N·s 。
答案:2 N·s16.(6分)在光滑的水平面上,质量为m 1的小球A 以速率v 0向右运动,在小球A 的前方O 点有一质量为m 2的小球B 处于静止状态,如图所示。