物理动量守恒定律练习题及解析

物理动量守恒定律练习题及解析
物理动量守恒定律练习题及解析

物理动量守恒定律练习题及解析

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)04

3v 013v 方向均与0v 相同 (2)0

65L 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 =+

222

201122111222

m v m v m v =+ 整理得:210122m v v m m =+,21

2012

m m v v m m -=+

解得1043v v =

,201

3

v 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:0

65L

t v =

(3)两小球第2次碰撞时的位置与挡板的距离:235

x L x L =-= 以向左为正方向,第2次碰前A 的速度04

3A v v =

,B 的速度为013

B 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 ''+=+; 222

21212

11112222A B A

B 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 '=-,079

B 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 '=

2.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3316

m 【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=94

m

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=

316

m 物体A 最终离小车左端的距离为x=L 1-L 2=

3316

m 考点:牛顿第二定律;动量守恒定律;能量守恒定律.

3.如图所示,固定的凹槽水平表面光滑,其内放置U 形滑板N ,滑板两端为半径R=0.45m 的1/4圆弧面.A 和D 分别是圆弧的端点,BC 段表面粗糙,其余段表面光滑.小滑块P 1和P 2的质量均为m .滑板的质量M=4m ,P 1和P 2与BC 面的动摩擦因数分别为μ1=0.10和μ2=0.20,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力.开始时滑板紧靠槽的左端,P 2静止在粗糙面的B 点,P 1以v 0=4.0m/s 的初速度从A 点沿弧面自由滑下,与P 2发生弹性碰撞后,P 1处在粗糙面B 点上.当P 2滑到C 点时,滑板恰好与槽的右端碰撞并与槽牢固粘连,P 2继续运动,到达D 点时速度为零.P 1与P 2视为质点,取g=10m/s 2

.问:

(1)P 1和P 2碰撞后瞬间P 1、P 2的速度分别为多大? (2)P 2在BC 段向右滑动时,滑板的加速度为多大? (3)N 、P 1和P 2最终静止后,P 1与P 2间的距离为多少?

【答案】(1)1

0v '=、25m/s v '= (2)220.4m/s a = (3)△S=1.47m 【解析】

试题分析:(1)P 1滑到最低点速度为v 1,由机械能守恒定律有:220111

22

mv mgR mv += 解得:v 1=5m/s

P 1、P 2碰撞,满足动量守恒,机械能守恒定律,设碰后速度分别为1v '、2v ' 则由动量守恒和机械能守恒可得:11

2mv mv mv ''=+ 22211

2111

222mv mv mv ''=+ 解得:1

0v '=、25m/s v '= (2)P 2向右滑动时,假设P 1保持不动,对P 2有:f 2=μ2mg=2m (向左) 设P 1、M 的加速度为a 2;对P 1、M 有:f=(m+M )a 2

2220.4m/s 5f m

a m M m

=

==+ 此时对P 1有:f 1=ma 2=0.4m <f m =1.0m ,所以假设成立. 故滑块的加速度为0.4m/s 2

(3)P 2滑到C 点速度为2v ',由22

1

2

mgR mv '= 得2

3m/s v '= P 1、P 2碰撞到P 2滑到C 点时,设P 1、M 速度为v ,由动量守恒定律得:

22

()mv m M v mv '=++ 解得:v=0.40m/s 对P 1、P 2、M 为系统:2222

11

()22

f L mv m M v '=++ 代入数值得:L=3.8m

滑板碰后,P 1向右滑行距离:2

110.08m 2v s a ==

P 2向左滑行距离:22

22

2.25m 2v s a '==

所以P 1、P 2静止后距离:△S=L-S 1-S 2=1.47m

考点:考查动量守恒定律;匀变速直线运动的速度与位移的关系;牛顿第二定律;机械能守恒定律.

【名师点睛】本题为动量守恒定律及能量关系结合的综合题目,难度较大;要求学生能正确分析过程,并能灵活应用功能关系;合理地选择研究对象及过程;对学生要求较高.

4.如图,光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体,斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上.某时刻小孩将冰块以相对冰面3 m/s 的速度向斜面体推出,冰块平滑地滑上斜面体,在斜面体上上升的最大高度为h="0.3" m (h 小于斜面体的高度).已知小孩与滑板的总质量为m 1="30" kg ,冰块的质量为m 2="10" kg ,小孩与滑板始

终无相对运动.取重力加速度的大小g="10" m/s 2.

(i )求斜面体的质量;

(ii )通过计算判断,冰块与斜面体分离后能否追上小孩? 【答案】(i )20 kg (ii )不能 【解析】

试题分析:①设斜面质量为M ,冰块和斜面的系统,水平方向动量守恒:

222()m v m M v =+

系统机械能守恒:22222211()22

m gh m M v m v ++= 解得:20kg M =

②人推冰块的过程:1122m v m v =,得11/v m s =(向右)

冰块与斜面的系统:2222

3m v m v Mv '=+ 222

22223111+222m v m v Mv ='

解得:2

1/v m s =-'(向右) 因2

1=v v ',且冰块处于小孩的后方,则冰块不能追上小孩. 考点:动量守恒定律、机械能守恒定律.

5.如图所示,质量为m 的由绝缘材料制成的球与质量为M=19m 的金属球并排悬挂.现将绝缘球拉至与竖直方向成θ=600的位置自由释放,下摆后在最低点与金属球发生弹性碰撞.在平衡位置附近存在垂直于纸面的磁场.已知由于磁场的阻尼作用,金属球将于再次碰撞前停在最低点处.求经过几次碰撞后绝缘球偏离竖直方向的最大角度将小于

450.

【答案】最多碰撞3次 【解析】

解:设小球m 的摆线长度为l

小球m 在下落过程中与M 相碰之前满足机械能守恒:①

m 和M 碰撞过程是弹性碰撞,故满足: mv 0=MV M +mv 1 ②

联立②③得:④

说明小球被反弹,且v1与v0成正比,而后小球又以反弹速度和小球M再次发生弹性碰撞,满足:

mv1=MV M1+mv2 ⑤

解得:

整理得:

故可以得到发生n次碰撞后的速度:

而偏离方向为450的临界速度满足:

联立①⑨⑩代入数据解得,当n=2时,v2>v临界

当n=3时,v3<v临界

即发生3次碰撞后小球返回到最高点时与竖直方向的夹角将小于45°.

考点:动量守恒定律;机械能守恒定律.

专题:压轴题.

分析:先根据机械能守恒定律求出小球返回最低点的速度,然后根据动量守恒定律和机械能守恒定律求出碰撞后小球的速度,对速度表达式分析,求出碰撞n次后的速度表达式,再根据机械能守恒定律求出碰撞n次后反弹的最大角度,结合题意讨论即可.

点评:本题关键求出第一次反弹后的速度和反弹后细线与悬挂点的连线与竖直方向的最大角度,然后对结果表达式进行讨论,得到第n次反弹后的速度和最大角度,再结合题意求解.

6.如图所示,静置于水平地面的三辆手推车沿一直线排列,质量均为m,人在极端的时间内给第一辆车一水平冲量使其运动,当车运动了距离L时与第二辆车相碰,两车以共同速度继续运动了距离L时与第三车相碰,三车以共同速度又运动了距离L时停止。车运动时受到的摩擦阻力恒为车所受重力的k倍,重力加速度为g,若车与车之间仅在碰撞时发生相互作用,碰撞时间很短,忽略空气阻力,求:

(1)整个过程中摩擦阻力所做的总功;

(2)人给第一辆车水平冲量的大小;

(3)第一次与第二次碰撞系统功能损失之比。

【答案】

【解析】略

7.(1)(5分)关于原子核的结合能,下列说法正确的是(填正确答案标号。选

对I 个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分;每选错1个扣3分,最低得分为0分)。

A.原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量

B .一重原子核衰变成α粒子和另一原子核,衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能

C .铯原子核(

13355

Cs )的结合能小于铅原子核(20882Pb

)的结合能 D .比结合能越大,原子核越不稳定

E.自由核子组成原子核时,其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能

(2)(10分)如图,光滑水平直轨道上有三个质童均为m 的物块A、B 、C 。 B 的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质最不计).设A 以速度v0朝B 运动,压缩弹簧;当A 、 B 速度相等时,B 与C 恰好相碰并粘接在一起,然后继续运动。假设B 和C 碰撞过程时间极短。求从A开始压缩弹簧直至与弹黄分离的过程中,

(ⅰ)整个系统损失的机械能; (ⅱ)弹簧被压缩到最短时的弹性势能。 【答案】(1)ABC (2)2

P 0

1348

E m =

v 【解析】(1)原子核的结合能等于核子结合成原子核所释放的能量,也等于将原子核分解成核子所需要的最小能量,A 正确;重核的比结合能比中等核小,因此重核衰变时释放能量,衰变产物的结合能之和小球原来重核的结合能,B 项正确;原子核的结合能是该原子核的比结合能与核子数的乘积,虽然銫原子核(13355

Cs )的比结合能稍大于铅原子核(20882Pb

)的比结合能,但銫原子核(

13355

Cs )的核子数比铅原子核(20882Pb

)的核子数少得多,因此其结合能小,C 项正确;比结合能越大,要将原子核分解成核子平均需要的能量越大,因此原子核越稳定,D 错;自由核子组成原子核时,其质量亏损所对应的能最等于该原子核的结合能,E 错。中等难度。

(2)(ⅰ)从A 压缩弹簧到A 与B 具有相同速度1v 时,对A 、B 与弹簧组成的系统,由动量守恒定律得012m m =v v

此时B 与C 发生完全非弹性碰撞,设碰撞后的瞬时速度为2v ,损失的机械能为E ?。对

B 、

C 组成的系统,由动量守恒和能量守恒定律得

122m m =v v

22

12

11(2)22

m E m =?+v v

联立①②③式得2

116

E m ?=

v ④

(ⅱ)由②式可知21

3v ,此时弹簧被压缩至最短,其弹性势能为P E 。由动量守恒和能量守恒定律得 033m m =v v

22

0P 3

11(3)22

m E m =+v v

联立④⑤⑥式得2

P 0

1348

E m =

v ⑦

【考点定位】(1)原子核 (2)动量守恒定律

8.如图所示,光滑平行金属导轨的水平部分处于竖直向下的B=4T 的匀磁场中,两导轨间距L=0.5m ,导轨足够长金属棒a 和b 的质量都为m=1kg ,电阻1a b R R ==Ω.b 棒静止于轨道水平部分,现将a 棒从h=80cm 高处自静止沿弧形轨道下滑,通过C 点进入轨道的水平部分,已知两棒在运动过程中始终保持与导轨垂直,且两棒始终不相碰.求a 、b 两棒的最终速度大小以及整个过程中b 棒中产生的焦耳热(已知重力加速度g 取10m/s 2)

【答案】 2m/s 2J 【解析】

a 棒下滑至C 点时速度设为v 0,则由动能定理,有: 2

0102

mgh mv =

- (2分) 解得v 0=4m/s ; (2分)

此后的运动过程中,a 、b 两棒达到共速前,两棒所受安培力始终等大反向,因此a 、b 两棒组成的系统动量守恒,有:

()0m v m m v =+ (2分)

解得a 、b 两棒共同的最终速度为v =2m/s ,此后两棒一起做匀速直线运动; 由能量守恒定律可知,整个过程中回路产生的总的焦耳热为: ()22011

22

Q mv m m v =

-+ (2分) 则b 棒中的焦耳热1

2

b Q Q =

(2分) 联立解得:Q b =2J (2分)

9.如图所示,固定的光滑圆弧面与质量为6kg 的小车C 的上表面平滑相接,在圆弧面上有一个质量为2kg 的滑块A ,在小车C 的左端有一个质量为2kg 的滑块B ,滑块A 与B 均可看做质点.现使滑块A 从距小车的上表面高h =1.25m 处由静止下滑,与B 碰撞后瞬间粘合在一起共同运动,最终没有从小车C 上滑出.已知滑块A 、B 与小车C 的动摩擦因数均为μ=0.5,小车C 与水平地面的摩擦忽略不计,取g =10m/s 2. 求: (1)滑块A 与B 弹性碰撞后瞬间的共同速度的大小; (2)小车C 上表面的最短长度.

【答案】(1) v =2.5m/s (2) L =0.375m 【解析】

【试题分析】(1)根据机械能守恒求解块A 滑到圆弧末端时的速度大小,由动量守恒定律求解滑块A 与B 碰撞后瞬间的共同速度的大小;(2)根据系统的能量守恒求解小车C 上表面的最短长度.

(1)设滑块A 滑到圆弧末端时的速度大小为1v ,由机械能守恒定律有:2A A 11m gh m v 2

= 代入数据解得12gh 5m/s v ==.

设A 、B 碰后瞬间的共同速度为2v ,滑块A 与B 碰撞瞬间与小车C 无关,滑块A 与B 组成的系统动量守恒, ()12A A B m v m m v =+ 代入数据解得2 2.5m/s v =.

(2)设小车C 的最短长度为L ,滑块A 与B 最终没有从小车C 上滑出,三者最终速度相同设为3v ,

根据动量守恒定律有:()()A B 2A B C 3m m v m m m v +=++ 根据能量守恒定律有:()()()222311

gL=22

A B A B A B C m m m m v m m m v μ++-++ 联立以上两代入数据解得0.375m L =

【点睛】本题要求我们要熟练掌握机械能守恒、能量守恒和动量守恒的条件和公式,正确把握每个过程的物理规律是关键.

10.如图所示,用气垫导轨做“验证动量守恒”实验中,完成如下操作步骤:

A.调节天平,称出两个碰撞端分别贴有尼龙扣滑块的质量m1和m2.

B.安装好A、B光电门,使光电门之间的距离为50cm.导轨通气后,调节导轨水平,使滑块能够作_________运动.

C.在碰撞前,将一个质量为m2滑块放在两光电门中间,使它静止,将另一个质量为m1滑块放在导轨的左端,向右轻推以下m1,记录挡光片通过A光电门的时间t1.

D.两滑块相碰后,它们粘在一起向右运动,记录挡光片通过_______________的时间t2.E.得到验证实验的表达式__________________________.

【答案】匀速直线运动小车经过光电门的时间()

1

2

1

12

m m

m

t t

+

=

【解析】

【详解】

为了让物块在水平方向上不受外力,因此当导轨通气后,调节导轨水平,使滑块能够作匀速直线运动;

根据实验原理可知,题中通过光电门来测量速度,因此应测量小车经过光电门的时间

设光电门的宽度为l,则有:经过光电门的速度为1

1

l

v

t

=

整体经过光电门的速度为:2

2

l

v

t

=

由动量守恒定律可知,11122

(+)

m v m m v

=

代入解得:

112

12

()

m m m

t t

+

=。

11.如图所示,一质量为M的平板车B放在光滑水平面上,在其右端放一质量为m的小木块A,m<M,A、B间粗糙,现给A和B以大小相等、方向相反的初速度v0,使A开始向左运动,B开始向右运动,最后A不会滑离B,求:

(1)A、B最后的速度大小和方向;

(2)从地面上看,小木块向左运动到离出发点最远处时,平板车的速度大小和方向.

【答案】(1)

M m

v

M m

-

+

(2)20

2

2

M m

v

Mg

μ

-

【解析】

试题分析:(1)由A 、B 系统动量守恒定律得: Mv0—mv0=(M +m )v ① 所以v=v0

方向向右

(2)A 向左运动速度减为零时,到达最远处,设此时速度为v′,则由动量守恒定律得:

Mv0—mv0="Mv′"00

Mv mv v M

-'=

方向向右 考点:动量守恒定律;

点评:本题主要考查了动量守恒定律得直接应用,难度适中.

12.如图所示,水平光滑轨道AB 与以O 点为圆心的竖直半圆形光滑轨道BCD 相切于B 点,半圆形轨道的半径r =0.30m .在水平轨道上A 点静止放置一质量为m 2=0.12kg 的物块2,现有一个质量m 1=0.06kg 的物块1以一定的速度向物块2运动,并与之发生正碰,碰撞过程中无机械能损失,碰撞后物块2的速度v 2=4.0m/s .物块均可视为质点,g 取10m/s 2,求:

(1)物块2运动到B 点时对半圆形轨道的压力大小; (2)发生碰撞前物块1的速度大小;

(3)若半圆形轨道的半径大小可调,则在题设条件下,为使物块2能通过半圆形轨道的最高点,其半径大小应满足什么条件. 【答案】 【小题1】7.6N 【小题2】6.0m/s 【小题3】0.32m 【解析】

(1)设轨道B 点对物块2的支持力为N ,根据牛顿第二定律有 N-m 2g=m 2v 22/R 解得 N=7.6N

根据牛顿第三定律可知,物块2对轨道B 点的压力大小N′=7.6N

(2)设物块1碰撞前的速度为v 0,碰撞后的速度为v 1,对于物块1与物块2的碰撞过程,根据动量守恒定律有 m 1v 0=mv 1+m 2v 2 因碰撞过程中无机械能损失,所以有

m 1v 02=

m 1v 12+

m 2v 22

代入数据联立解得 v0=6.0m/s

(3)设物块2能通过半圆形轨道最高点的最大半径为R m,对应的恰能通过最高点时的速度大小为v,根据牛顿第二定律,对物块2恰能通过最高点时有 m2g=m2v2/R m

对物块2由B运动到D的过程,根据机械能守恒定律有

m2v22=m2g?2R m+m2v2

联立可解得:R m=0.32m

所以,为使物块2能通过半圆形轨道的最高点,半圆形轨道半径不得大于0.32m

山东省2020年高二下学期物理期末考试试卷D卷

山东省2020年高二下学期物理期末考试试卷D卷 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、单选题 (共11题;共22分) 1. (2分) (2015高一下·番禺期中) 物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识,推动了科学技术的创新和革命,促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步,下列表述中正确的是() A . 丹麦天文学家第谷发现了行星运动三定律 B . 牛顿发现了万有引力定律测出了引力常量 C . 在研究行星运动规律时,开普勒的第三行星运动定律中的k值与地球质量有关 D . 1798年英国物理学家卡文迪许通过扭秤实验测量出了万有引力常量 2. (2分)让激光照到VCD机、CD机或计算机的光盘上,就可以读出盘上记录的信息,经过处理后还原成声音和图象,这是利用光的() A . 平行度好,可以会聚到很小的一点上 B . 相干性好,可以很容易形成干涉图样 C . 亮度高,可以在很短时间内集中很大的能量 D . 波长短,很容易发生明显的衍射现象 3. (2分) (2018高二下·拉萨期末) 一弹簧振子做简谐运动,它所受的回复力F随时间t变化的图线为正弦曲线,如图所示,下列说法正确的是() A . 在t从0到2 s时间内,弹簧振子做减速运动

B . 在t1=3 s和t2=5 s时,弹簧振子的速度大小相等,方向相反 C . 在t1=5 s和t2=7 s时,弹簧振子的位移大小相等,方向相同 D . 在t从0到4 s时间内,t=2 s时刻弹簧振子所受回复力做功功率最小 4. (2分) (2018高二下·抚顺期中) 如图所示,做简谐运动的弹簧振子,下列说法中正确的是() A . 振子通过平衡位置时,加速度最大 B . 振子在最大位移处时,动能最大 C . 振子在连续两次通过同一位置时,速度相同 D . 振子在连续两次通过同一位置时,位移相同 5. (2分) (2017高二下·安阳期中) 在下列几种现象中,所选系统动量守恒的有() A . 原来静止在光滑水平面上的车,从水平方向跳上一个人,人车为一系统 B . 运动员将铅球从肩窝开始加速推出,以运动员和铅球为一系统 C . 从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢中,以重物和车厢为一系统 D . 光滑水平面上放一斜面,斜面也光滑,一个物体沿斜面滑下,以重物和斜面为一系统 6. (2分)下列说法中正确的是() A . 牛顿发现了万有引力定律,并测出了万有引力常量 B . 由空气进入水中传播时,电磁波的波长变短,声波的波长变长 C . 观察者相对于频率一定的声源运动时,接收到声波的频率与波源频率相同 D . 只有发生共振时,受迫振动的频率才等于驱动力频率 7. (2分)蒸汽火车汽笛发声要消耗内能,设蒸汽机将功率为P1的热功率用于汽笛发声时,发出的声音功率为P2 ,汽笛发声频率为500Hz,而在车站的人听得汽笛的频率为520Hz,则下列结论正确的是()

高中物理-动量守恒定律教案

高中物理-动量守恒定律(一) ★新课标要求 (一)知识与技能 理解动量守恒定律的确切含义和表达式,知道定律的适用条件和适用范围 (二)过程与方法 在理解动量守恒定律的确切含义的基础上正确区分内力和外力 (三)情感、态度与价值观 培养逻辑思维能力,会应用动量守恒定律分析计算有关问题 ★教学重点 动量的概念和动量守恒定律 ★教学难点 动量的变化和动量守恒的条件. ★教学方法 教师启发、引导,学生讨论、交流。 ★教学用具: 投影片,多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 上节课的探究使我们看到,不论哪一种形式的碰撞,碰撞前后mυ的矢量和保持不变,因此mυ很可能具有特别的物理意义。 (二)进行新课 1.动量(momentum)及其变化 (1)动量的定义:物体的质量与速度的乘积,称为(物体的)动量。记为p=mv. 单位:kg·m/s 读作“千克米每秒”。 理解要点: ①状态量:动量包含了“参与运动的物质”与“运动速度”两方面的信息,反映了由这两方面共同决定的物体的运动状态,具有瞬时性。 师:大家知道,速度也是个状态量,但它是个运动学概念,只反映运动的快慢和方向,而运动,归根结底是物质的运动,没有了物质便没有运动.显然地,动量包含了“参与运动的物质”和“运动速度”两方面的信息,更能从本质上揭示物体的运动状态,是一个动力学概念. ②矢量性:动量的方向与速度方向一致。 师:综上所述:我们用动量来描述运动物体所能产生的机械效果强弱以及这个效果发生

的方向,动量的大小等于质量和速度的乘积,动量的方向与速度方向一致。 (2)动量的变化量: 定义:若运动物体在某一过程的始、末动量分别为p和p′,则称:△p= p′-p为物体在该过程中的动量变化。 强调指出:动量变化△p是矢量。方向与速度变化量△v相同。 一维情况下:Δp=mΔυ= mυ2- mΔυ1矢量差 【例1(投影)】 一个质量是0.1kg的钢球,以6m/s的速度水平向右运动,碰到一个坚硬的障碍物后被弹回,沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动,碰撞前后钢球的动量有没有变化?变化了多少? 【学生讨论,自己完成。老师重点引导学生分析题意,分析物理情景,规范答题过程,详细过程见教材,解答略】 2.系统内力和外力 【学生阅读讨论,什么是系统?什么是内力和外力?】 (1)系统:相互作用的物体组成系统。 (2)内力:系统内物体相互间的作用力 (3)外力:外物对系统内物体的作用力 〖教师对上述概念给予足够的解释,引发学生思考和讨论,加强理解〗 分析上节课两球碰撞得出的结论的条件: 两球碰撞时除了它们相互间的作用力(系统的内力)外,还受到各自的重力和支持力的作用,使它们彼此平衡。气垫导轨与两滑块间的摩擦可以不计,所以说m1和m2系统不受外力,或说它们所受的合外力为零。 3.动量守恒定律(law of conservation of momentum) (1)内容:一个系统不受外力或者所受外力的和为零,这个系统的总动量保持不变。这个结论叫做动量守恒定律。 公式:m1υ1+ m2υ2= m1υ1′+ m2υ2′ (2)注意点: ①研究对象:几个相互作用的物体组成的系统(如:碰撞)。 ②矢量性:以上表达式是矢量表达式,列式前应先规定正方向; ③同一性(即所用速度都是相对同一参考系、同一时刻而言的) ④条件:系统不受外力,或受合外力为0。要正确区分内力和外力;当F内>>F外时,系统动量可视为守恒; 思考与讨论: 如图所示,子弹打进与固定于墙壁的弹簧相连的木块, 此系统从子弹开始入射木块到弹簧压缩到最短的过程中,

高中物理经典试题库1000题

《物理学》基础题库 一、选择题 1、光线垂直于空气和介质的分界面,从空气射入介质中,介质的折射率为n,下列说法中正确的是() A、因入射角和折射角都为零,所以光速不变 B、光速为原来的n倍 C、光速为原来的1/n D、入射角和折射角均为90°,光速不变 2、甘油相对于空气的临界角为42.9°,下列说法中正确的是() A、光从甘油射入空气就一定能发生全反射现象 B、光从空气射入甘油就一定能发生全反射现象 C、光从甘油射入空气,入射角大于42.9°能发生全反射现象 D、光从空气射入甘油,入射角大于42.9°能发生全反射现象 3、一支蜡烛离凸透镜24cm,在离凸透镜12cm的另一侧的屏上看到了清晰的像,以下说法中正确的是() A、像倒立,放大率K=2 B、像正立,放大率K=0.5 C、像倒立,放大率K=0.5 D、像正立,放大率K=2 4、清水池内有一硬币,人站在岸边看到硬币() A、为硬币的实像,比硬币的实际深度浅 B、为硬币的实像,比硬币的实际深度深 C、为硬币的虚像,比硬币的实际深度浅 D、为硬币的虚像,比硬币的实际深度深 5、若甲媒质的折射率大于乙媒质的折射率。光由甲媒质进入乙媒质时,以下四种答案正确的是() A、折射角>入射角 B、折射角=入射角 C、折射角<入射角 D、以上三种情况都有可能发生 6、如图为直角等腰三棱镜的截面,垂直于CB面入射的光线在AC面上发生全反射,三棱镜的临界角() A、大于45o B、小于45o C、等于45o D、等于90o 7、光从甲媒质射入乙媒质,入射角为α,折射角为γ,光速分别为v甲和v乙,已知折射率为n甲>n乙,下列关系式正确的是() A、α>γ,v甲>v乙 B、α<γ,v甲>v乙 C、α>γ,v甲

河南省郑州市2017-2018学年高二物理下学期期末考试试题

2017-2018学年下期期末考试高二物理试题卷本试卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。考试时间90分钟,满分100分。考生应首先阅读答题卡上的文字信息然后在答题卡上作答,在试题卷上作答无效。交卷时只交答题卡。 第Ⅰ卷(选择题共48分) 一、选择题(本大题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分。) 1关于振动和波的关系,下列说法正确的是 A.如果振源停止振动,在介质中传播的波动也立即停止 B.物体做机械振动,一定产生机械波 C波的速度即振源的振动速度 D.介质中各个质点的振动频率与介质性质无关,仅由振源的振动频率决定 2.光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用,下列说法正确的是 A.在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象 B.白光通过三棱镜后得到彩色图样是利用光的衍射现象 C用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象 D.光学镜头上的增透膜是利用光的偏振现象 3.氢原子的能级如图所示,已知可见光的光子能量范围约为1.62~3.11eV。下列说法正确的是 A.处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线,并发生电离 B.大量氢原子从高能级向n=3能级跃迁时,可能发出可见光 C.氢原子的核外电子由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近的轨道的过程中,放出光子,

电子动能减小,原子的电势能减小 D.一个处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时,最多可能发出3种不同频率的光 4.甲、乙两物体分别在恒力F1、F2的作用下沿同一直线运动,它们的动量随时间变化的关系如图所示,设甲在t1时间内所受的冲量为I1,乙在t2时间内所受的冲量为I2,则F、I的大小关系是 A.F1>F2,I1= I2 B.F1F2,I1> I2 D. F1=F2,I1= I2 5.下列关于原子核的说法中正确的是 A.结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定 B.人类关于原子核内部的信息,最早来自天然放射性现象 C.康普顿效应说明了光具有动量和能量,证明了光的波动性 D.核力存在于原子核内的所有核子之间 6.下列说法正确的 A.我们能通过光谱分析来鉴别月球的物质成分 B.当敌机靠近时,战机携带的雷达接收反射波的频率小于其发射频率 C.B衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的 D.222 86Rn的半衰期为3.8天,若有20g222 86 Rn,经过7.6天后还剩下5g222 86 Rn 7.一束含两种频率的单色光,照射到底面有涂层的平行玻璃砖上表面后,经下表面反射从玻璃砖上表面射出后,光线分为a、b两束,如图所示。下列说法正确的是

高中物理动量守恒定律练习题及答案及解析

高中物理动量守恒定律练习题及答案及解析 一、高考物理精讲专题动量守恒定律 1.如图所示,在倾角为30°的光滑斜面上放置一质量为m 的物块B ,B 的下端连接一轻质弹簧,弹簧下端与挡板相连接,B 平衡时,弹簧的压缩量为x 0,O 点为弹簧的原长位置.在斜面顶端另有一质量也为m 的物块A ,距物块B 为3x 0,现让A 从静止开始沿斜面下滑,A 与B 相碰后立即一起沿斜面向下运动,但不粘连,它们到达最低点后又一起向上运动,并恰好回到O 点(A 、B 均视为质点),重力加速度为g .求: (1)A 、B 相碰后瞬间的共同速度的大小; (2)A 、B 相碰前弹簧具有的弹性势能; (3)若在斜面顶端再连接一光滑的半径R =x 0的半圆轨道PQ ,圆弧轨道与斜面相切 于最高点P ,现让物块A 以初速度v 从P 点沿斜面下滑,与B 碰后返回到P 点还具有向上的速度,则v 至少为多大时物块A 能沿圆弧轨道运动到Q 点.(计算结果可用根式表示) 【答案】20132v gx =01 4 P E mgx =0(2043)v gx =+【解析】 试题分析:(1)A 与B 球碰撞前后,A 球的速度分别是v 1和v 2,因A 球滑下过程中,机械能守恒,有: mg (3x 0)sin30°= 1 2 mv 12 解得:103v gx = 又因A 与B 球碰撞过程中,动量守恒,有:mv 1=2mv 2…② 联立①②得:21011 322 v v gx == (2)碰后,A 、B 和弹簧组成的系统在运动过程中,机械能守恒. 则有:E P + 1 2 ?2mv 22=0+2mg?x 0sin30° 解得:E P =2mg?x 0sin30°? 1 2?2mv 22=mgx 0?34 mgx 0=14mgx 0…③ (3)设物块在最高点C 的速度是v C ,

高中物理运动学经典习题30道 带答案

一.选择题(共28小题) 1.(2014?陆丰市校级学业考试)某一做匀加速直线运动的物体,加速度是2m/s2,下列关于该物体加速度的理解 D 9.(2015?沈阳校级模拟)一物体从H高处自由下落,经时间t落地,则当它下落时,离地的高度为() D 者抓住,直尺下落的距离h,受测者的反应时间为t,则下列结论正确的是()

∝ ∝ 光照射下,可观察到一个下落的水滴,缓缓调节水滴下落的时间间隔到适当情况,可以看到一种奇特的现象,水滴似乎不再下落,而是像固定在图中的A、B、C、D四个位置不动,一般要出现这种现象,照明光源应该满足(g=10m/s2)() 地时的速度之比是 15.(2013秋?忻府区校级期末)一观察者发现,每隔一定时间有一滴水自8m高的屋檐落下,而且看到第五滴水 D

17.(2014秋?成都期末)如图所示,将一小球从竖直砖墙的某位置由静止释放.用频闪照相机在同一底片上多次曝光,得到了图中1、2、3…所示的小球运动过程中每次曝光的位置.已知连续两次曝光的时间间隔均为T,每块砖的厚度均为d.根据图中的信息,下列判断正确的是() 小球下落的加速度为 的速度为 :2 D: 2 D O点向上抛小球又落至原处的时间为T2在小球运动过程中经过比O点高H的P点,小球离开P点至又回到P 23.(2014春?金山区校级期末)一只气球以10m/s的速度匀速上升,某时刻在气球正下方距气球6m处有一小石 2

v0v0D 27.(2013?洪泽县校级模拟)一个从地面竖直上抛的物体,它两次经过同一较低a点的时间间隔为T a,两次经 g(T a2﹣T b2)g(T a2﹣T b2)g(T a2﹣T b2)D g(T a﹣T b) 28.(2013秋?平江县校级月考)在以速度V上升的电梯内竖直向上抛出一球,电梯内观者看见小球经t秒后到 h=

高考物理动量守恒定律试题经典

高考物理动量守恒定律试题经典 一、高考物理精讲专题动量守恒定律 1.如图,一质量为M 的物块静止在桌面边缘,桌面离水平地面的高度为h.一质量为m 的子弹以水平速度v 0射入物块后,以水平速度v 0/2 射出.重力加速度为g.求: (1)此过程中系统损失的机械能; (2)此后物块落地点离桌面边缘的水平距离. 【答案】(1)2 0138m E mv M ???=- ??? (2)02mv h s M g = 【解析】 【分析】 【详解】 试题分析:(1)设子弹穿过物块后物块的速度为V ,由动量守恒得 mv 0=m +MV ① 解得 ② 系统的机械能损失为 ΔE = ③ 由②③式得 ΔE = ④ (2)设物块下落到地面所需时间为t ,落地点距桌面边缘的水平距离为s ,则 ⑤ s=Vt ⑥ 由②⑤⑥得 S = ⑦ 考点:动量守恒定律;机械能守恒定律.

点评:本题采用程序法按时间顺序进行分析处理,是动量守恒定律与平抛运动简单的综合,比较容易. 2.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。 ⑵根据机械能守恒定律可知,物块A 与物块B 碰撞前瞬间的速度为v 0,设碰后A 、B 瞬间一起运动的速度为v 0′,根据动量守恒定律有:mv 0=2mv 0′ 解得:v 0′= =3m/s 设物块A 与物块B 整体在粗糙段上滑行的总路程为s ,根据动能定理有:-2μmgs =0- 解得:s = =4.5m 所以物块A 与物块B 整体在粗糙段上滑行的总路程为每段粗糙直轨道长度的 =45倍,即

高二物理下学期期末考试试题 人教版

2019学年第二学期期末试卷 高二物理试题 时间:100分钟 总分:100分 本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。共100分,考试时间100分钟。 注意事项: 1.答卷前将密封线内的项目填写清楚,并将相关的项涂写在答题卡上。 2.答第Ⅰ卷时,请用2 B 铅笔将答案直接涂写在答题卡上。 3.答第Ⅱ卷时,请用蓝黑色钢笔或中性笔直接答在试卷上。 第一卷(选择题共48分) 一.选择题(本题共12小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全得2分,有选错的得0分。) 1.首先发现电流产生磁场的科学家是: A. 富兰克林 B.奥斯特 C.安培 D.法拉第 2.下列说法中正确的是: A.电流在磁场中某点不受磁场力作用,则该点的磁感应强度一定为零 B.电场强度处处相等的区域内,电势也一定处处相等 C.电场强度为零的点,电势不一定为零 D.由IL F B 可知,B 与F 成正比,与IL 成反比 3.如图所示,两个相同的圆形线圈,通以方向相同但大小不同的电流I 1和I 2。先将两个线圈固定在光滑绝缘杆上,问释放后它们的运动情况:

A.相互吸引,电流大的加速度大 B.相互排斥,加速度大小相等 C.相互排斥,电流大的加速度大 D.相互吸引,加速度大小相等 4.图中a,b,c,d 为四根与纸面垂直的长直导线,其横截面位于正方形的四个顶点上,导线中通有大小相同的电流,方向如图所示。一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动,它所受洛伦兹力的方向是: A.向左 B.向右 C.向下 D.向上 5.在如图所示电路中,当合上开关S后,两个标有“3 V、1 W”的灯泡均不发光,用电压表测得U ac=U bd=6 V,如果各段导线及接线处均无问题,这说明: A.灯泡L2的灯丝断了 B.灯泡L1的灯丝断了 C.开关S未接通 D.滑动变阻器R电阻丝断了 6.如图AB是某电场中的一条电场线,若将正点电荷从A点自由释放,沿电场线从A到B运动过程中的速度图线如下图所示,则A、B两点场强大小和电势高低关系是:

高中物理动量守恒定律练习题

一、系统、内力和外力┄┄┄┄┄┄┄┄① 1.系统:相互作用的两个(或多个)物体组成的一个整体。 2.内力:系统内部物体间的相互作用力。 3.外力:系统以外的物体对系统内部的物体的作用力。 [说明] 1.系统是由相互作用、相互关联的多个物体组成的整体。 2.组成系统的各物体之间的力是内力,将系统看作一个整体,系统之外的物体对这个整体的作用力是外力。 ①[填一填]如图,公路上有三辆车发生了追尾事故,如果把前面两辆车看作一个系统,则前面两辆车之间的撞击力是________,最后一辆车对前面两辆车的撞击力是________(均填“内力”或“外力”)。 答案:内力外力 二、动量守恒定律┄┄┄┄┄┄┄┄② 1.内容:如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为0,这个系统的总动量保持不变。 2.表达式:对两个物体组成的系统,常写成: p1+p2=或m1v1+m2v2=。 3.适用条件:系统不受外力或者所受外力的矢量和为0。 4.动量守恒定律的普适性 动量守恒定律是一个独立的实验规律,它适用于目前为止物理学研究的一切领域。 [注意] 1.系统动量是否守恒要看研究的系统是否受外力的作用。

2.动量守恒是系统内各物体动量的矢量和保持不变,而不是系统内各物体的动量不变。 ②[判一判] 1.一个系统初、末状态动量大小相等,即动量守恒(×) 2.两个做匀速直线运动的物体发生碰撞,两个物体组成的系统动量守恒(√) 3.系统动量守恒也就是系统的动量变化量为零(√) 1.对动量守恒定律条件的理解 (1)系统不受外力作用,这是一种理想化的情形,如宇宙中两星球的碰撞,微观粒子间的碰撞都可视为这种情形。 (2)系统受外力作用,但所受合外力为零。像光滑水平面上两物体的碰撞就是这种情形。 (3)系统受外力作用,但当系统所受的外力远远小于系统内各物体间的内力时,系统的总动量近似守恒。例如,抛出去的手榴弹在空中爆炸的瞬间,弹片所受火药爆炸时的内力远大于其重力,重力可以忽略不计,系统的动量近似守恒。 (4)系统受外力作用,所受的合外力不为零,但在某一方向上合外力为零,则系统在该方向上动量守恒。 2.关于内力和外力的两点提醒 (1)系统内物体间的相互作用力称为内力,内力会改变系统内单个物体的动量,但不会改变系统的总动量。 (2)系统的动量是否守恒,与系统的选取有关。分析问题时,要注意分清研究的系统,系统的内力和外力,这是正确判断系统动量是否守恒的关键。 [典型例题] 例 1.[多选]如图所示,光滑水平面上两小车中间夹一压缩了的轻弹簧,两手分别按住小车,使它们静止,对两车及弹簧组成的系统,下列说法中正确的是() A.两手同时放开后,系统总动量始终为零

高中物理知识点汇总(带经典例题)

高中物理必修1 运动学问题是力学部分的基础之一,在整个力学中的地位是非常重要的,本章是讲运动的初步概念,描述运动的位移、速度、加速度等,贯穿了几乎整个高中物理内容,尽管在前几年高考中单纯考运动学题目并不多,但力、电、磁综合问题往往渗透了对本章知识点的考察。近些年高考中图像问题频频出现,且要求较高,它属于数学方法在物理中应用的一个重要方面。 第一章运动的描述 专题一:描述物体运动的几个基本本概念 ◎知识梳理 1.机械运动:一个物体相对于另一个物体的位置的改变叫做机械运动,简称运动,它包括平动、转动和振动等形式。 2.参考系:被假定为不动的物体系。 对同一物体的运动,若所选的参考系不同,对其运动的描述就会不同,通常以地球为参考系研究物体的运动。 3.质点:用来代替物体的有质量的点。它是在研究物体的运动时,为使问题简化,而引入的理想模型。仅凭物体的大小不能视为质点的依据,如:公转的地球可视为质点,而比赛中旋转的乒乓球则不能视为质点。’ 物体可视为质点主要是以下三种情形: (1)物体平动时; (2)物体的位移远远大于物体本身的限度时; (3)只研究物体的平动,而不考虑其转动效果时。 4.时刻和时间 (1)时刻指的是某一瞬时,是时间轴上的一点,对应于位置、瞬时速度、动量、动能等状态量,通常说的“2秒末”,“速度达2m/s时”都是指时刻。 (2)时间是两时刻的间隔,是时间轴上的一段。对应位移、路程、冲量、功等过程量.通常说的“几秒内”“第几秒内”均是指时间。 5.位移和路程 (1)位移表示质点在空间的位置的变化,是矢量。位移用有向线段表示,位移的大小等于有向线段的长度,位移的方向由初位置指向末位置。当物体作直线运动时,可用带有正负号的数值表示位移,取正值时表示其方向与规定正方向一致,反之则相反。 (2)路程是质点在空间运动轨迹的长度,是标量。在确定的两位置间,物体的路程不是唯一的,它与质点的具体运动过程有关。 (3)位移与路程是在一定时间内发生的,是过程量,二者都与参考系的选取有关。一般情况下,位移的大小并不等于路程,只有当质点做单方向直线运动时,二者才相等。6.速度 (1).速度:是描述物体运动方向和快慢的物理量。 (2).瞬时速度:运动物体经过某一时刻或某一位置的速度,其大小叫速率。 (3).平均速度:物体在某段时间的位移与所用时间的比值,是粗略描述运动快慢的。 ①平均速度是矢量,方向与位移方向相同。

高三物理动量守恒定律教案

高三物理动量守恒定律教案 1、知识与技能:掌握运用动量守恒定律的一般步骤。 2、过程与方法:知道运用动量守恒定律解决问题应注意的问题,并知道运用动量守恒定律解决有关问题的优点。 3、情感、态度与价值观:学会用动量守恒定律分析解决碰撞、爆炸等物体相互作用的问题,培养思维能力。 (一)引入新课 动量守恒定律的内容是什么?分析动量守恒定律成立条件有哪些?(①F合=0(严格条件)②F内远大于F外(近似条件,③某方向上合力为0,在这个方向上成立。) (二)进行新课 1、动量守恒定律与牛顿运动定律 用牛顿定律自己推导出动量守恒定律的表达式。 (1)推导过程:

根据牛顿第二定律,碰撞过程中1、2两球的加速度分别是: 根据牛顿第三定律,F1、F2等大反响,即 F1= - F2 所以: 碰撞时两球间的作用时间极短,用表示,则有: 代入并得 这就是动量守恒定律的表达式。 (2)动量守恒定律的重要意义 从现代物理学的理论高度来认识,动量守恒定律是物理学中最基本的普适原理之一。(另一个最基本的普适原理就是能量守恒定律。)从科学实践的角度来看,迄今为止,人们尚未发现动量守恒定律有任何例外。相反,每当在实验中观察到似乎是违反动量守恒定律的现象时,物理学家们就会提出新的假设来补救,最后总是以有新的发现而胜利告终。例如静止的原子核发生衰变放出电子时,按动量守恒,反冲核应该沿电子的反方向运动。但云室照片显示,两者径迹不在一条直线上。为解释这一反常现象,1930年泡利提出了中微子假说。由于中微子既不带电又几乎无质量,在实验中极难测量,直到1956年

人们才首次证明了中微子的存在。(2000年高考综合题23 ②就是根据这一历史事实设计的)。又如人们发现,两个运动着的带电粒子在电磁相互作用下动量似乎也是不守恒的。这时物理学家把动量的概念推广到了电磁场,把电磁场的动量也考虑进去,总动量就又守恒了。 2、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 在分析相互作用的物体总动量是否守恒时,通常把这些被研究的物体总称为系统.对于比较复杂的物理过程,要采用程序法对全过程进行分段分析,要明确在哪些阶段中,哪些物体发生相互作用,从而确定所研究的系统是由哪些物体组成的。 (2)要对各阶段所选系统内的物体进行受力分析 弄清哪些是系统内部物体之间相互作用的内力,哪些是系统外物体对系统内物体作用的外力。在受力分析的基础上根据动量守恒定律条件,判断能否应用动量守恒。 (3)明确所研究的相互作用过程,确定过程的始、末状态

高中物理动量守恒定律试题类型及其解题技巧

高中物理动量守恒定律试题类型及其解题技巧 一、高考物理精讲专题动量守恒定律 1.运载火箭是人类进行太空探索的重要工具,一般采用多级发射的设计结构来提高其运载能力。某兴趣小组制作了两种火箭模型来探究多级结构的优越性,模型甲内部装有△m=100 g 的压缩气体,总质量为M=l kg ,点火后全部压缩气体以v o =570 m/s 的速度从底部喷口在极短的时间内竖直向下喷出;模型乙分为两级,每级内部各装有2 m ? 的压缩气体,每级总质量均为 2 M ,点火后模型后部第一级内的全部压缩气体以速度v o 从底部喷口在极短时间内竖直向下喷出,喷出后经过2s 时第一级脱离,同时第二级内全部压缩气体仍以速度v o 从第二级底部在极短时间内竖直向下喷出。喷气过程中的重力和整个过程中的空气阻力忽略不计,g 取10 m /s 2,求两种模型上升的最大高度之差。 【答案】116.54m 【解析】对模型甲: ()00M m v mv =-?-?甲 21085=200.5629 v h m m g =≈甲甲 对模型乙第一级喷气: 10022 m m M v v ??? ?=-- ???乙 解得: 130m v s =乙 2s 末: ‘ 11=10m v v gt s -=乙乙 22 11 1'=402v v h m g -=乙乙乙 对模型乙第一级喷气: ‘120=)2222 M M m m v v v ??--乙乙( 解得: 2670= 9 m v s 乙 2 2222445=277.10281 v h m m g =≈乙乙 可得: 129440 += 116.5481 h h h h m m ?=-≈乙乙甲。 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:

高中物理力学经典的题库(含答案)76470

高中物理力学计算题汇总经典精解(50题) 1.如图1-73所示,质量M=10kg的木楔ABC静止置于粗糙水平地面上,摩擦因素μ=0.02.在木楔的倾角θ为30°的斜面上,有一质量m=1.0kg的物块由静止开始沿斜面下滑.当滑行路程s=1.4m时,其速度v=1.4m/s.在这过程中木楔没有动.求地面对木楔的摩擦力的大小和方向.(重力加速度取g=10/m·s2) 图1-73 2.某航空公司的一架客机,在正常航线上作水平飞行时,由于突然受到强大垂直气流的作用,使飞机在10s内高度下降1700m造成众多乘客和机组人员的伤害事故,如果只研究飞机在竖直方向上的运动,且假定这一运动是匀变速直线运动.试计算:(1)飞机在竖直方向上产生的加速度多大?方向怎样? (2)乘客所系安全带必须提供相当于乘客体重多少倍的竖直拉力,才能使乘客不脱离座椅?(g取10m/s2) (3)未系安全带的乘客,相对于机舱将向什么方向运动?最可能受到伤害的是人体的什么部位? (注:飞机上乘客所系的安全带是固定连结在飞机座椅和乘客腰部的较宽的带子,它使乘客与飞机座椅连为一体)

3.宇航员在月球上自高h处以初速度v0水平抛出一小球,测出水平射程为L(地面平坦),已知月球半径为R,若在月球上发射一颗月球的卫星,它在月球表面附近环绕月球运行的周期是多少? 4.把一个质量是2kg的物块放在水平面上,用12N的水平拉力使物体从静止开始运动,物块与水平面的动摩擦因数为0.2,物块运动2秒末撤去拉力,g取10m/s2.求 (1)2秒末物块的即时速度. (2)此后物块在水平面上还能滑行的最大距离. 5.如图1-74所示,一个人用与水平方向成θ=30°角的斜向下的推力F推一个重G=200N的箱子匀速前进,箱子与地面间的动摩擦因数为μ=0.40(g=10m/s2).求 图1-74 (1)推力F的大小. (2)若人不改变推力F的大小,只把力的方向变为水平去推这个静止的箱子,推力作用时间t=3.0s后撤去,箱子最远运动多长距离? 6.一网球运动员在离开网的距离为12m处沿水平方向发球,发球高度为2.4m,网的高度为0.9m.

高考物理动量守恒定律解题技巧及练习题

高考物理动量守恒定律解题技巧及练习题 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)4282 25 t 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:22011122 mgL 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:22 01211()(cos53)22 mv 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: 22 00311(cos53)22 mv 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:38 sin 532/5 y v v m s =?= 这时离体面的高度为:cos530.4h R R m =-?=

高二下学期期末考试物理试题及答案

一、选择题(本大题共12小题,每小题4分,在每小题给出的四个选项中,第1?8小题只有一项符合题目要求,第9?12小题有多项符合题目要求。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 分 。 ) 1. 一带电粒子所受重力忽略不计,在下列情况下,对其运动的描述正确的是 A.只在匀强磁场中,带电粒子可以做匀变速曲线运动 B.只在匀强磁场中,带电粒子可能做匀变速直线运动 C.只在电场中,带电粒子可以静止 D.只在电场中,带电粒子可以做匀速圆周运动 2.如图所示,a 、b 为两根平行放置的长直导线,所通电流大小相同、方向相反。关于a 、b 连线的中垂线上的磁场方向,画法正确的是 3.如图所示,电源内阻不可忽略。已知定值电阻R1=10Ω ,R2=8Ω。当开关S 接位置1时,电流表示数为0.20 A 。当开关S 接位置2时,电流表示数可能是 A.0.28A B.0.25 A C.0.22A D.0.16A 4.从地面以速度0υ竖直上抛一质量为m 的小球,由于受到空气阻力,小球落回地面的速度减 为0υ/2。若空气阻力的大小与小球的速率成正比,则由此可以计算 A.上升阶段小球所受重力的冲量 B.下落阶段小球所受空气阻力的冲量 C.小球加速度为0时的动量 D.下落阶段小球所受合力的冲量 5.如图所示,足够大的光滑绝缘水平面上有三个带电质点A 、B 和C 、A 和C 围绕B 做匀速圆周运动,恰能保持静止,其中A 、C 和B 的距离分别是L 1和L 2。不计三质点相互之间的万有引力,则下列分析正确的是 A.A 、C 带异种电荷,A 和C 的比荷之比为3 21)( L L B.A 、C 带同种电荷,A 和C 的比荷之比为3 2 1)( L L

高中物理动量守恒定律解题技巧讲解及练习题(含答案)

高中物理动量守恒定律解题技巧讲解及练习题(含答案) 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 v1=(m A+m C)v2 即m c=2 kg ②12 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

高中物理经典题库1000题

《物理学》题库 一、选择题 1、光线垂直于空气和介质的分界面,从空气射入介质中,介质的折射率为n,下列说法中正确的是() A、因入射角和折射角都为零,所以光速不变 B、光速为原来的n倍 C、光速为原来的1/n D、入射角和折射角均为90°,光速不变 2、甘油相对于空气的临界角为42.9°,下列说法中正确的是() A、光从甘油射入空气就一定能发生全反射现象 B、光从空气射入甘油就一定能发生全反射现象 C、光从甘油射入空气,入射角大于42.9°能发生全反射现象 D、光从空气射入甘油,入射角大于42.9°能发生全反射现象 3、一支蜡烛离凸透镜24cm,在离凸透镜12cm的另一侧的屏上看到了清晰的像,以下说法中正确的是() A、像倒立,放大率K=2 B、像正立,放大率K=0.5 C、像倒立,放大率K=0.5 D、像正立,放大率K=2 4、清水池内有一硬币,人站在岸边看到硬币() A、为硬币的实像,比硬币的实际深度浅 B、为硬币的实像,比硬币的实际深度深 C、为硬币的虚像,比硬币的实际深度浅 D、为硬币的虚像,比硬币的实际深度深 5、若甲媒质的折射率大于乙媒质的折射率。光由甲媒质进入乙媒质时,以下四种答案正确的是() A、折射角>入射角 B、折射角=入射角 C、折射角<入射角 D、以上三种情况都有可能发生 6、如图为直角等腰三棱镜的截面,垂直于CB面入射的光线在AC面上发生全反射,三棱镜的临界角() A、大于45o B、小于45o C、等于45o D、等于90o 7、光从甲媒质射入乙媒质,入射角为α,折射角为γ,光速分别为v甲和v乙,已知折射率为n甲>n乙,下列关系式正确的是() A、α>γ,v甲>v乙 B、α<γ,v甲>v乙 C、α>γ,v甲

高三物理选修35动量守恒定律知识梳理

动量守恒定律 一、 考情分析 考试大纲 考纲解读 1. 动 量 守 恒 定 律 Ⅱ 2.弹性碰撞和非弹性碰撞 Ⅰ 1.动量守恒定律的应用是本章重点、 高考热点,动量、动量的变化量两个 概念常穿插在规律中考查. 2.在高考题中动量守恒定律常与能量的转化和守恒定律结合,解决碰撞、打击、反冲、滑块摩擦等问题,还要重视动量守恒与圆周运动、核反应的结合. 二、考点知识梳理 (一)、动量守恒定律 1、内容:___________________________________________,即作用前的总动量与作用后的总动量相等.表达式为:_______________________ 用牛顿第三定律和动量定理推导动量守恒定律: 如图14-2-1所示,在光滑水平桌面上有两个匀速运动的球,它们的质量分别是m 1和m 2,速度分别是v 1和v 2,而且v 1>v 2。则它们的总动量(动量的矢量和)P =p 1+p 2=m 1v 1+m 2v 2。经过一定时间m 1追上m 2,并与之发生 碰撞,设碰后二者的速度分别为,1v 和,2v ,此时它们的动量的矢量和,即总动量'22'11'2'1'v m v m p p p +=+= 下面从动量定理和牛顿第三定律出发讨论p 和p′有什么关系。 设碰撞过程中两球相互作用力分别是F 1和F 2,力的作用时间是t 。 根据动量定理,m 1球受到的冲量是F 1t =m 1v′1-m 1v 1;m 2球受到的冲量是F 2t =m 2v′2-m 2v 2。 根据牛顿第三定律,F 1和F 2大小相等,方向相反,即F 1t =-F 2t 。 则有: m 1v′1-m 1v 1=-(m 2v′2-m 2v 2) 整理后可得: 14-2-1

最新2020学年高二物理下学期期末考试试题

2019学年度下学期期末考试试题 高二物理试卷 一、选择题(本大题共14小题,每小题3分,共42分。) 1.下列说法不正确的是() A.爱因斯坦在光的粒子性的基础上,建立了光电效应方程 B.康普顿效应表明光子只具有能量,不具有动量 C.德布罗意指出微观粒子的动量越大,其对应的波长就越短 D.卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型 2.物理学家通过对实验的深入观察和研究,获得正确的科学认知,推动物理学的发展,下列说法符合事实的是() A.库仑通过一系列实验证实了麦克斯韦关于光的电磁理论 B.查德威克用α粒子轰击 N获得反冲核 O,发现了中子 C.贝克勒尔发现的天然放射性向下,说明原子核有复杂结构 D.波尔利用氢原子能级量子化解释了氢原子光谱,从而创建了量子力学 3.如图所示,质量为0.5kg的小球在距离车底面高20m处以一定的初速度向左平抛,落在以7.5m/s速度沿光滑水平面向右匀速行驶的敞篷小车中,车底涂有一层油泥,车与油泥的总质量为4kg,设小球在落到车底前瞬时速度是25m/s,g取10m/s2,则当小球与小车相对静止时,小车的速度是() A. 5 m/s B. 4 m/s C. 8.5 m/s D. 9.5 m/s 4.原子能资源的综合利用已成为世界各国的发展方向,我国在综合利用原子能方面进展较快,目前我国核电站已建成9座、正在建设的3座、即将开建的有4座.届时将较好地改变我国能源结构.对有关原子核的下列说法中正确的是() A.太阳辐射的能量主要来源于重核裂变 B.β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的

C.X 射线是处于激发态的原子核辐射出来的 D.核力是强相互作用的一种表现,在原子核内核力与库仑力差不多大 5. 如图所示,直线a 和曲线b 分别是在平直公路上行驶的汽车a 和b 的位置-时间(x-t )图线。由图可知 ( ) x t 0 t 1 t 2 a b A .在t 1时刻,两车速度相等 B .在t 2时刻,a 、b 两车运动方向相同 C .在t 1到t 2这段时间内,b 车的速率先减小后增大 D .在t 1到t 2这段时间内,b 车的速率一直比a 车大 6.一个物体以初速度v 0沿光滑斜面向上运动,其速度v 随时间t 变化的规律如图所示,在连续两段时间m 和n 内对应面积均为S ,则经过b 时刻的速度大小为( ) A. ()m n S mn - B. ()22mn m n S m n ++ C. ()()22m n S m n mn ++ D. ()22m n S mn + 7.如图所示为氢原子的能级图。现有大量处于n =3激发态的氢原子向低能级跃迁,下列说法正确的是 ( ) A. 氢原子由n =3跃迁到n =2能级时,其核外电子的动能将减小 B. 这些氢原子总共可辐射出三种不同频率的光

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