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动量守恒定律及其应用习题附答案

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动量守恒定律及其应用习题(附答案) 1. 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) A.左方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为2:5 B.左方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为1:10 C.右方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为2:5 D.右方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为1:10 2. 有一则“守株待兔”的古代寓言,设兔子的头部受到大小等于自身重量的打击时,即可致死.假若兔子与树桩作用时间大约为s2.0,则若要被撞死,兔子奔跑的速度至少为()/102smg ( C ) A.sm/1 B.sm/5.1 C.sm/2 D.sm/5.2 3. 向空中抛出一手榴弹,不计空气阻力,当手榴弹的速度恰好是水平方向时,炸裂成a、b两块,若质量较大的a块速度方向仍沿原来的方向,则( CD ) A.质量较小的b块的速度方向一定与原速度方向相反 B.从炸裂到落地这段时间内,a飞行的水平距离一定比b的大 C.a、b两块一定同时落到水平地面a D.在炸裂过程中,a、b两块受到的爆炸力的冲量大小一定相等 4. 两木块A、B质量之比为2∶1，在水平地面上滑行时与地面间的动摩擦因数相同，则A、B在开始滑行到停止运动的过程中，滑行的时间之比和距离之比( AD ) A.初动能相同时分别为1∶2和1∶2 B.初动能相同时分别为1∶2和1∶4 C.初动量相同时分别为1∶2和1∶2 D.初动量相同时分别为1∶2和1∶4 5. 在我们日常的体育课当中,体育老师讲解篮球的接触技巧时,经常这样模拟:当接迎面飞来的篮球,手接触到球以后,两臂随球后引至胸前把球接住.这样做的目的是( D ) A.减小篮球的冲量 B.减小篮球的动量变化 C.增大篮球的动量变化 D.减小篮球的动量变化率 6．在光滑的水平面上，有A、B两个小球向右沿同一直线运动，取向右为正方向，两球的动量分别为m/skg5AP，m/skg7BP，如图所示.若两球发生正碰，则碰后两球的动量增量AP、BP可能是( B ) A.m/skg3AP，m/skg3BP B.m/skg3AP，m/skg3BP C.m/skg3AP，m/skg3BP D.m/skg10AP，m/skg10BP 7. 材料不同的两个长方体,上下粘结在一起组成一个滑块,静止在光滑的水平面上.质量为m的子弹以速度0v水平射入滑块,若射击上层,子弹的深度为d1；若射击下层,子弹的深度为d2,如图所示.已知d1>d2.这两种情况相比较( B ) A.子弹射入上层过程中,子弹对滑块做功较多 B.子弹射人上层过程中,滑块通过的距离较大 C.子弹射入下层过程中,滑块受到的冲量较大 D.子弹射入下层过程中,滑块的加速度较小 8. 如图所示，质量相同的两个小物体A、B处于同一高度。现使A沿固定的光滑斜面无初速地自由下滑，而使B无初速地自由下落，最后A、B都运动到同一水平地面上。不计空气阻力。则在上述过程中，A、B两物体( BD ) A.所受重力的冲量相同 B.所受重力做的功相同 C.所受合力的冲量相同 D.所受合力做的功相同 A B 9. 如图所示,轻质弹簧上端悬挂于天花板,下端系有质量为M的圆板,处于平衡状态.开始一质量为m的圆环套在弹簧外,与圆板距离为h,让环自由下落撞击圆板,碰撞时间极短,碰后圆环与圆板共同向下运动,使弹簧伸长.那么( C ) A.碰撞过程中环与板系统的机械能守恒 B.碰撞过程中环与板的总动能减小转化为弹簧的弹性势能 C.碰撞后新平衡位置与下落高度h无关 D.碰撞后环与板共同下降的过程中,它们动能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量 10．固定在水平面上的竖直轻弹簧，上端与质量为M的物块B相连，整个装置处于静止状态时，物块B位于P处，如图所示.另有一质量为m的物块C，从Q处自由下落，与B相碰撞后，立即具有相同的速度，然后B、C一起运动，将弹簧进一步压缩后，物块B、C被反弹.下列结论正确的是( BD ) A.B、C反弹过程中，在P处物块C与B相分离 B.B、C反弹过程中，在P处物C与B不分离 C.C可能回到Q处 D.C不可能回到Q处 11. 为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞(碰撞过程中没有机械能损失),某同学选取了两个体积相同、质量不等的小球,按下述步骤做了如下实验: ①用天平测出两个小球的质量分别为1m和2m,且1m>2m. ②按照如图所示的那样,安装好实验装置.将斜槽AB固定在桌边,使槽的末端点的切线水平.将一斜面BC连接在斜槽末端.

③先不放小球2m,让小球1m从斜槽顶端A处由静止开始滚下,记下小球在斜面上的落点位置. ④将小球2m放在斜槽前端边缘处,让小球1m从斜槽顶端A处滚下,使它们发生碰撞,记下小球1m和小球2m在斜面上的落点位置. ⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离.图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置,到B点的距离分别为LD、LE、LF. 根据该同学的实验,回答下列问题: (1)小球1m与2m发生碰撞后,1m的落点是图中的 D 点,2m的落点是图中的 F 点.

(2)用测得的物理量来表示,只要满足关系式FDELmLmLm211,则说明碰撞中动量是守恒的. (3)用测得的物理量来表示,只要再满足关系式FDELmLmLm211,则说明两小球的碰撞是弹性碰撞. 12. 有一炮竖直向上发射炮弹,炮弹的质量为M=6.0kg(内含炸药的质量可以忽略不计),射出的初速度v0=60m/s.当炮弹到达最高点时爆炸为沿水平方向运动的两片,其中一片质量为m=4.0kg.现要求这一片不能落到以发射点为圆心、以R=600m为半径的圆周范围内,则刚爆炸完时两弹片的总动能至少多大？(2m/s10g,忽略空气阻力) 解:设炮弹止升到达最高点的高度为H,根据匀变速直线运动规律,有： gHv2202分(H=180m)

设质量为m的弹片刚爆炸后的速度为V,另一块的速度为v,根据动量守恒定律,有： VmMmv)(

设质量为m的弹片运动的时间为t,根据平抛运动规律,有： 22

1gtH vtR2分［t=6s,v=100m/s,V=200m/s］

炮弹刚爆炸后,两弹片的总动能 22)(2121VmMmvEk 解以上各式得2022)(21vmMgMmREk 代入数值得JEk4100.6 13. 如图所示,长为R=0.6m的不可伸长的细绳一端固定在O点,另一端系着质量为m2=0.1kg的小球B,小球B刚好与水平面相接触.现使质量为m1=0.3kg物块A以v0=5m/s的初速度向B运动, A与水平面间的动摩擦因数μ=0.3,A、B间的初始距离x=1.5m.两物体碰撞后,A物块速度变为碰前瞬间速度的1/2,B小球能在竖直平面内做圆周运动.已知重力加速度g=10m/s2,两物体均可视为质点,试求: ⑴ 两物体碰撞前瞬间,A物块速度v1的大小； ⑵ 两物体碰撞后瞬间,B球速度v2的大小； ⑶ B球运动到圆周最高点时细绳受到的拉力大小. 解:⑴ 与B碰撞之前,A做匀减速直线运动,有:

gmFa 21v

-20v=-2ax 解得v1=4m/s

⑵ 碰撞过程中,A、B系统动量守恒,有:m1v1=m121v+m2v2 可得v2=6m/s ⑶小球B在摆至最高点过程中,机械能守恒,设到最高点时的速度为v3

21m222v=21m223v+m2g·2R

在最高点,:RvmgmT2322 解得T=1N 14. 如图所示,水平光滑地面上停放着一辆小车,左侧靠在竖直墙壁上,小车的四分之一圆弧轨道AB是光滑的,在最低点B与水平轨道BC相切,BC的长度是圆弧半径的10倍,整个轨道处于同一竖直平面内.可视为质点的物块从A点正上方某处无初速下落,恰好落入小车圆弧轨道滑动,然后沿水平轨道滑行至轨道末端C处恰好没有滑出.已知物块到达圆弧轨道最低点B时对轨道的压力是物块重力的9倍,小车的质量是物块的3倍,不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失(2m/s10g).求: (1)物块开始下落的位置距水平轨道BC的竖直高度是圆弧半径的几倍； (2)物块与水平轨道BC间的动摩擦因数μ. 解:(1)设物块的质量为m,其开始下落处的位置距BC的竖直高度为h,到达B

点时的速度为v,小车圆弧轨道半径为R.由机械能守恒定律,有:mgh=12 mv2

根据牛顿第二定律,有:9mg－mg=mv2R 解得h=4R 则物块开始下落的位置距水平轨道BC的竖直高度是圆弧半径的4倍. (2)设物块与BC间的滑动摩擦力的大小为F,物块滑到C点时与小车的共同速度为v',物块在小车上由B运动到C的过程中小车对地面的位移大小为s,依题意,小车的质量为3m,BC长度为10R.由滑动摩擦定律有:F=μmg 由动量守恒定律,有mv=(m+3m)v' 对物块、小车分别应用动能定理,有

－F(10R+s)=12 mv'2－12 mv2 Fs=12 (3m)v'2－0 μ=0.3 15. 装甲车和战舰采用多层钢板比采用同样质量的单层钢板更能抵御穿甲弹的射击。通过对以下简化模型的计算可以粗略说明其原因。质量为2m、厚度为2d的钢板静止在水平光滑桌面上。质量为m的子弹以某一速度垂直射向该钢板，刚好能将钢板射穿。现把钢板分成厚度均为d、质量均为m的相同两块，间隔一段距离水平放置，如图所示。若子弹以相同的速度垂直射向第一块钢板，穿出后再射向第二块钢板，求子弹射入第二块钢板

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习题：第12章 动量守恒定律及其应用

习题：第12章 动量守恒定律及其应用

选修3-5 动量守恒定律 波粒二象性 原子结构与原子核 第1讲 动量守恒定律及其应用

1. 物体的动量变化量的大小为5 kg·m/s，这说明( )． A．物体的动量在减小 B．物体的动量在增大 C．物体的动量大小也可能不变 D．物体的动量大小一定变化 解析 动量是矢量，动量变化了5 kg·m/s，物体动量的大小可以在增大，也可以在减小，还可能不变．若物体以大小5 kg·m/s的动量做匀速圆周运动时，物体的动量大小保持不变，当末动量方向与初动量方向间的夹角为60°时，物体的动量变化量的大小为5 kg·m/s.故C正确． 答案 C 2．一炮艇总质量为M，以速度v0匀速行驶，从艇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．Mv0＝(M－m)v′＋mv B．Mv0＝(M－m)v′＋m(v＋v0) C．Mv0＝(M－m)v′＋m(v＋v′) D．Mv0＝Mv′＋mv 解析 动量守恒定律中的速度都是相对于同一参考系的，题目中所给炮弹的速度v是相对于河岸的，即相对于地面的，所以有：Mv0＝(M－m)v′＋mv，故选项A正确，其他选项错误． 答案 A 3． 如图1所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块．木箱和小木块都具有一定的质量．现使木箱获得一个向 右的初速度v0，则( )．

图1 A．小木块和木箱最终都将静止 B．小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动 C．小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动 D．如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动 解析 系统不受外力，系统动量守恒，最终两个物体以相同的速度一起向右运动，B正确． 答案 B 4．一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A并留在其中，A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，如图所示．则在子弹打击木块A及弹簧被压缩的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统( )

物理动量守恒定律练习题及答案.docx

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物理动量守恒定律练习题及答案一、高考物理精讲专题动量守恒定律1． 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) 4 v 1v 方向均与 v 0 相同 (2)6L 9L(3) 35v 03【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 v 1 ，小球 B 的速度为 v 2 ，根据动量守恒定律和机械 能守恒定律 : m 2 v 0 m 1v 1 m 2v 21m 2 v 021m 1v 121m 2v 222 22整理得： v 12m 2 v 0 ， v 2m 2m 1v 0m 1 m 2m 1 m 2解得 v 14v 0 ， v 21v 0 ，方向均与 v 0 相同．33（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 x 1 、 x 2 ，则有x 1 v 1t ， x 2 v 2t由几何关系知：x 1 x 2 2L6L整理得： t5v 0（3）两小球第2 次碰撞时的位置与挡板的距离：x L x 23 L5以向左为正方向，第 2 次碰前 A 的速度v A4v 0 ，B 的速度为 v B1v 0 ，如图所示．3 3碰后A 的速度 v A ，B 的速度 v B ．根据 量守恒定律和机械能守恒定律，有m 1v A m 2v B m 1v Am 2v B ；1m 1v A 2 1m 2 v B 21m 1v A21m 2v B 222 2 2整理得： v A(m 1 m 2 ) v A2m 2vB， v B(m 2 m 1 )v B 2m 1v Am 1 m 2 m 1 m 2解得： v A8v 0 ， v B7v 099第 2 次碰后t 生第 3 次碰撞，碰撞 的位置与 板相距x ，x x v B t ，x x v At整理得： x9L2． 冰球运 甲的 量80.0kg 。

高中物理动量守恒定律的应用技巧(很有用)及练习题含解析

高中物理动量守恒定律的应用技巧(很有用)及练习题含解析

高中物理动量守恒定律的应用技巧(很有用)及练习题含解析一、高考物理精讲专题动量守恒定律的应用1．如图所示质量为m的物块A在光滑的水平面上以一定的速度向右滑行，质量为2m的圆弧体静止在光滑水平面上，光滑圆弧面最低点与水平面相切，圆弧的半径为R，圆弧所对的圆心角θ=53°，物块滑上圆弧体后，刚好能滑到圆弧体的最高点，重力加速度为g。

求(1)物块在水平面上滑行的速度大小；(2)若将圆弧体锁定，物块仍以原来的速度向右滑行并滑上圆弧体，则物块从圆弧面上滑出后上升到最高点的速度大小及最高点离地面的高度。

【答案】（1）06 5v gR=（2）232 55v gR =66125 h R =【解析】【分析】（1）A、B组成的系统在水平方向动量守恒，应用动量守恒定律与机械能守恒定律可以求出物块A的速度。

（2）圆弧体固定，物块上滑过程机械能守恒，应用机械能守恒定律可以求出到达圆弧体上端时的速度，离开圆弧体后物块做斜上抛运动，应用运动的合成与分解可以求出到达最高点的速度，应用机械能守恒定律可以求出上升的最大高度。

【详解】（1）物块与圆弧体组成的系统在水平方向动量守恒，物块到达最高点时两者速度相等，以向右为正方向，由动量守恒定律得：mv0=（m+2m）v，由机械能守恒定律得：12m v02＝12(m+2m)v2+mgR(1−cosθ)，解得：06 5v gR =（2）对物块，由机械能守恒定律得：12m v02＝12m v12+mgR(1−cosθ)，解得：12 5v gR=物块从圆弧最高点抛出后，在水平方向做匀速直线运动，竖直方向做竖直上抛运动，物块到达最高点时，物块的速度：v2=v1cosθ=3255gR，由机械能守恒定律得：12m v02=mgh+12m v22，解得：h=66125R ； 【点睛】本题考查了动量守恒定律与机械能守恒定律的应用，分析清楚物体运动过程是解题的前提，应用动量守恒定律、机械能守恒定律即可解题。

动量及动量守恒定律习题大全(含解析答案)

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动量守恒定律习题课一、运用动量守恒定律的解题步骤1．明确研究对象，一般是两个或两个以上物体组成的系统； 2．分析系统相互作用时的受力情况，判定系统动量是否守恒； 3．选定正方向，确定相互作用前后两状态系统的动量； 4．在同一地面参考系中建立动量守恒方程，并求解．二、碰撞1.弹性碰撞特点：系统动量守恒，机械能守恒．设质量m 1的物体以速度v 0与质量为m 2的在水平面上静止的物体发生弹性正碰，则有动量守恒：221101v m v m v m +=碰撞前后动能不变：222212111210121v mv m v m += 所以012121v v m m m m +-= 022211v v m m m +=(注：在同一水平面上发生弹性正碰，机械能守恒即为动能守恒) [讨论]①当m l =m 2时，v 1=0，v 2=v 0(速度互换) ②当m l <<m 2时，v 1≈-v 0，v 2≈O (速度反向) ③当m l >m 2时，v 1>0，v 2>0(同向运动) ④当m l <m 2时，v 1<O ，v 2>0(反向运动)⑤当m l >>m 2时，v 1≈v,v 2≈2v 0 (同向运动)、 2.非弹性碰撞特点：部分机械能转化成物体的内能,系统损失了机械能两物体仍能分离.动量守恒 用公式表示为：m 1v 1+m 2v 2= m 1v 1′+m 2v 2′机械能的损失：)()(22221211212222121121'+'-+=∆v m v m v m v m E3.完全非弹性碰撞特点：碰撞后两物体粘在一起运动，此时动能损失最大,而动量守恒． 用公式表示为： m 1v 1+m 2v 2=(m 1+m 2)v动能损失：221212222121121)()(v m m v m v mE k +-+=∆ 【例题】甲、乙两球在光滑水平轨道上同向运动，已知它们的动量分别是p 甲=5 kg ·m/s,p 乙= 7 kg ·m/s ，甲追乙并发生碰撞，碰后乙球的动量变为p 乙′=10 kg ·m/s ，则两球质量m 甲与m 乙的关系可能是A.m 甲=m 乙B.m 乙=2m 甲C.m 乙=4m 甲D.m 乙=6m 甲 三、平均动量守恒问题——人船模型：1．特点：初态时相互作用物体都处于静止状态，在物体发生相对运动的过程中，某一个方向的动量守恒（如水平方向动量守恒）．对于这类问题，如果我们应用“人船模型”也会使问题迅速得到解决，现具体分析如下：【模型】如图所示，长为L 、质量为M 的小船停在静水中，一个质量m 的人立在船头，若不计水的粘滞阻力，当人从船头走到船尾的过程中，船和人对地面的位移各是多少？ 〖分析〗lv 0 v S四、“子弹打木块”模型此模型包括：“子弹打击木块未击穿”和“子弹打击木块击穿”两种情况，它们有一个共同的特点是：初态时相互作用的物体有一个是静止的（木块），另一个是运动的（子弹） 1．“击穿”类其特点是：在某一方向动量守恒，子弹有初动量，木块有或无初动量，击穿时间很短，击穿后二者分别以某一速度度运动【模型1】质量为M 、长为l 的木块静止在光滑水平面上，现有一质量为m 的子弹以水平初速度v 0射入木块，穿出时子弹速度为v ，求子弹与木块作用过程中系统损失的机械能。