(物理)物理动量守恒定律练习题含答案及解析
(物理)物理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.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v0=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/s2.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v0=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)428225ts
【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:22011122mgLmvmv
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()mvmMv
根据系统机械能守恒有:2201211()(cos53)22mvmMvmgRR
联立解得:1Rm
(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)22mvmvmgRR
解得:322/vms
物块从C抛出后,在竖直方向的分速度为:38sin532/5yvvms
这时离体面的高度为:cos530.4hRRm 212yhvtgt
解得:428225ts
2.如图甲所示,物块A、B的质量分别是 mA=4.0kg和mB=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EP?
【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.mcv1=(mA+mC)v2
即mc=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
(mA+mC)v3=(mA+mB+mC)v4
得Ep=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.
3.人站在小车上和小车一起以速度v0沿光滑水平面向右运动.地面上的人将一小球以速度v沿水平方向向左抛给车上的人,人接住后再将小球以同样大小的速度v水平向右抛出,接和抛的过程中车上的人和车始终保持相对静止.重复上述过程,当车上的人将小球向右抛出n次后,人和车速度刚好变为0.已知人和车的总质量为M,求小球的质量m.
【答案】02Mvmnv
【解析】
试题分析:以人和小车、小球组成的系统为研究对象,车上的人第一次将小球抛出,规定向右为正方向,由动量守恒定律:Mv0-mv=Mv1+mv
得:102mvvvM
车上的人第二次将小球抛出,由动量守恒:
Mv1-mv=Mv2+mv
得:2022mvvvM
同理,车上的人第n次将小球抛出后,有02nmvvvnM
由题意vn=0,
得:02Mvmnv
考点:动量守恒定律
4.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.通过对一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的深度.设子弹在钢板中受到的阻力为恒力,且两块钢板不会发生碰撞不计重力影响.
【答案】
【解析】
设子弹初速度为v0,射入厚度为2d的钢板后,
由动量守恒得:mv0=(2m+m)V(2分)
此过程中动能损失为:ΔE损=f·2d=12mv20-12×3mV2(2分)
解得ΔE=13mv20
分成两块钢板后,设子弹穿过第一块钢板时两者的速度分别为v1和V1:mv1+mV1=mv0(2分)
因为子弹在射穿第一块钢板的动能损失为ΔE损1=f·d=mv20(1分),
由能量守恒得:
12mv21+12mV21=12mv20-ΔE损1(2分)
且考虑到v1必须大于V1,
解得:v1=13()26v0
设子弹射入第二块钢板并留在其中后两者的共同速度为V2,
由动量守恒得:2mV2=mv1(1分)
损失的动能为:ΔE′=12mv21-12×2mV22(2分)
联立解得:ΔE′=13(1)22×mv20
因为ΔE′=f·x(1分),
可解得射入第二钢板的深度x为:(2分)
子弹打木块系统能量损失完全转化为了热量,相互作用力乘以相对位移为产生的热量,以系统为研究对象由能量守恒列式求解
5.一列火车总质量为M,在平直轨道上以速度v匀速行驶,突然最后一节质量为m的车厢脱钩,假设火车所受的阻力与质量成正比,牵引力不变,当最后一节车厢刚好静止时,前面火车的速度大小为多少?
【答案】Mv/(M-m)
【解析】
【详解】
因整车匀速运动,故整体合外力为零;脱钩后合外力仍为零,系统的动量守恒.
取列车原来速度方向为正方向.由动量守恒定律,可得0MvMmvm
解得,前面列车的速度为MvvMm;
6.甲图是我国自主研制的200mm离子电推进系统, 已经通过我国“实践九号”卫星空间飞行试验验证,有望在2015年全面应用于我国航天器.离子电推进系统的核心部件为离子推进器,它采用喷出带电离子的方式实现飞船的姿态和轨道的调整,具有大幅减少推进剂燃料消耗、操控更灵活、定位更精准等优势.离子推进器的工作原理如图乙所示,推进剂氙原子P喷注入腔室C后,被电子枪G射出的电子碰撞而电离,成为带正电的氙离子.氙离子从腔室C中飘移过栅电极A的速度大小可忽略不计,在栅电极A、B之间的电场中加速,并从栅电极B喷出.在加速氙离子的过程中飞船获得推力.
已知栅电极A、B之间的电压为U,氙离子的质量为m、电荷量为q.
(1)将该离子推进器固定在地面上进行试验.求氙离子经A、B之间的电场加速后,通过栅电极B时的速度v的大小;
(2)配有该离子推进器的飞船的总质量为M,现需要对飞船运行方向作一次微调,即通过推进器短暂工作让飞船在与原速度垂直方向上获得一很小的速度Δv,此过程中可认为氙离子仍以第(1)中所求的速度通过栅电极B.推进器工作时飞船的总质量可视为不变.求推进器在此次工作过程中喷射的氙离子数目N.
(3)可以用离子推进器工作过程中产生的推力与A、B之间的电场对氙离子做功的功率的比值S来反映推进器工作情况.通过计算说明采取哪些措施可以增大S,并对增大S的实际意义说出你的看法.
【答案】(1)(2)(3)增大S可以通过减小q、U或增大m的方法.
提高该比值意味着推进器消耗相同的功率可以获得更大的推力.
【解析】
试题分析:(1)根据动能定理有
解得:
(2)在与飞船运动方向垂直方向上,根据动量守恒有:MΔv=Nmv
解得:
(3)设单位时间内通过栅电极A的氙离子数为n,在时间t内,离子推进器发射出的氙离子个数为Nnt,设氙离子受到的平均力为F,对时间t内的射出的氙离子运用动量定理,FtNmvntmv,F= nmv
根据牛顿第三定律可知,离子推进器工作过程中对飞船的推力大小F=F= nmv
电场对氙离子做功的功率P= nqU
则
根据上式可知:增大S可以通过减小q、U或增大m的方法. 提高该比值意味着推进器消耗相同的功率可以获得更大的推力.
(说明:其他说法合理均可得分)
考点:动量守恒定律;动能定理;牛顿定律.
7.如图所示,一光滑弧形轨道末端与一个半径为R的竖直光滑圆轨道平滑连接,两辆质量均为m的相同小车(大小可忽略),中间夹住一轻弹簧后连接在一起(轻弹簧尺寸忽略不计),两车从光滑弧形轨道上的某一高度由静止滑下,当两车刚滑入圆环最低点时连接两车的挂钩突然断开,弹簧瞬间将两车弹开,其中后车刚好停下,前车沿圆环轨道运动恰能越过圆弧轨道最高点.求:
(1)前车被弹出时的速度1v;
(2)前车被弹出的过程中弹簧释放的弹性势能pE;
(3)两车从静止下滑处到最低点的高度差h.
【答案】(1)15vRg(2)54mgR(3)58hR
【解析】
试题分析:(1)前车沿圆环轨道运动恰能越过圆弧轨道最高点,根据牛顿第二定律求出最高点速度,根据机械能守恒列出等式求解(2)由动量守恒定律求出两车分离前速度,根据系统机械能守恒求解(3)两车从h高处运动到最低处机械能守恒列出等式求解.
(1)设前车在最高点速度为2v,依题意有22vmgmR ①
设前车在最低位置与后车分离后速度为1v,
根据机械能守恒得222111222mvmgRmv②
由①②得:15vRg
(2)设两车分离前速度为0v,由动量守恒定律得012mvmv
设分离前弹簧弹性势能PE,根据系统机械能守恒得:22101152224PEmvmmgR
(3)两车从h高处运动到最低处过程中,由机械能守恒定律得:201222mghmv
解得:58hR
高考物理动量守恒定律的技巧及练习题及练习题(含答案)
高考物理动量守恒定律的技巧及练习题及练习题(含答案)
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m2=3kg的小球被长为1lm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m1=1kg的物块自传送带上的左端A点以初速度v0=5m/s的速度水平向右运动,运动至B点与球m2发生碰撞,在极短的时间内以碰撞前速率的12反弹,小球向右摆动一个小角度即被取走。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210m/sg。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:
221111011=22mgLmvmv
解之可得:1=4m/sv
因为1vv,说明假设合理
滑块与小球碰撞,由动量守恒定律:21111221=+2mvmvmv
解之得:2=2m/sv
碰后,对小球,根据牛顿第二定律:2222mvFmgl
小球受到的拉力:42NF
(2)设滑块与小球碰撞前的运动时间为1t,则01112Lvvt
解之得:11st
在这过程中,传送带运行距离为:113Svtm
滑块与传送带的相对路程为:111.5XLXm
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2t
则根据动量定理:121112mgtmv 解之得:22st
滑块向左运动最大位移:121122mxvt=2m
因为mxL,说明假设成立,即滑块最终从传送带的右端离开传送带
再考虑到滑块与小球碰后的速度112v
说明滑块与小球碰后在传送带上的总时间为22t
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
人教版高二物理选择性必修一第一章动量守恒专项练习(含答案)
高二一部物理组 10月26日
试卷第1页,共2页 试卷化作业8 动量守恒定律专项练习(规范步骤)
班级: 姓名:
1.质量为0.5kg的金属小球,以6m/s的速度水平抛出,抛出后经过0.8s落地,𝑔取10m/s2。
(1)小球抛出时和刚落地时,动量的大小、方向如何?
(2)小球从抛出到落地的动量变化量的大小和方向如何?
(3)小球在空中运动的0.8s内所受重力的冲量的大小和方向如何?
2.如图甲所示,细线下吊着一个质量为𝑚1的静止沙袋,沙袋到细线上端悬挂点的距离为l。一颗质量为𝑚2的子弹在极短时间内水平射入沙袋并留在沙袋中,随着沙袋一起摆动。已知重力加速度大小为g,不计空气阻力。
(1)若上端悬挂点固定,且沙袋摆动时摆线的最大偏角𝜃(𝜃<𝜋2),求子弹射入沙袋前的速度大小v;
(2)若把细线上端固定在一个质量为m=0.5kg的光滑金属圆环上,圆环套在一个固定的光滑水平杆上、并可沿杆自由滑动,如图乙所示。现已知子弹射入沙袋前的速度大小为v=200m/s,沙袋质量𝑚1=1.98kg,子弹质量𝑚2=20g,沙袋向上摆动的最大角度不超过𝜋2,g取10m/s2。
①求沙袋向上摆动的最大高度ℎ1;
①子弹打进沙袋后的运动过程中,沙袋运动到最低点时,求沙袋的速度大小和方向。
试卷第2页,共2页 3.如图所示,光滑水平轨道上放置足够长的木板A(上表面粗糙)和滑块C、滑块B置于A的左端,已知A、B、C三者质量分别为2m、m、2m。开始时C静止,A、B一起以𝑣0的速度匀速向右运动,A与C发生碰挂(时间极短)后C向右运动。经过一段时间。AB再次达到共同速度一起向右运动。此时B在A上滑过的距离为L。且恰好与C的速度相同。求:
人教版高中物理选修一第一章《动量守恒定律》测试(有答案解析)
一、选择题
1.(0分)[ID:127073]一水龙头的出水口竖直向下,横截面积为S,且离地面高度为h。水从出水口均匀流出时的速度大小为v0,在水落到水平地面后,在竖直方向的速度变为零,并沿水平方向朝四周均匀散开。已知水的密度为ρ,重力加速度大小为g。水和地面的冲击时间很短,重力影响可忽略。不计空气阻力和水的粘滞阻力。则( )
A.单位时间内流出水的质量为2Sgh
B.单位时间内流出水的质量为202Svgh
C.地面受到水的冲击力大小为02Svgh
D.地面受到水的冲击力大小为2002Svvgh
2.(0分)[ID:127072]如图所示,质量相等的A、B两个球,原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动,A球的速度是6 m/s,B球的速度是-2 m/s,A、B两球发生对心碰撞。对于该碰撞之后的A、B两球的速度可能值,某实验小组的同学们做了很多种猜测,下面的猜测结果一定无法实现的是( )
A.vA′=-2 m/s,vB′=6 m/s B.vA′=2 m/s,vB′=2 m/s
C.vA′=1 m/s,vB′=3 m/s D.vA′=-3 m/s,vB′=7 m/s
3.(0分)[ID:127069]人从高处跳到较硬的水平地面时,为了安全,一般都是让脚尖先触地且着地时要弯曲双腿,这是为了( )
A.减小地面对人的冲量 B.减小人的动量的变化
C.增加地面对人的冲击时间 D.增大人对地面的压强
4.(0分)[ID:127066]在冰壶比赛中,球员手持毛刷擦刷冰面,可以改变冰壶滑行时受到的阻力。如图a所示,蓝壶静止在圆形区域内,运动员用等质量的红壶撞击蓝壶,两壶发生正碰。若碰撞前、后两壶的v—t图象如图b所示。关于冰壶的运动,下列说法正确的是( )
A.碰撞后过程中,蓝壶受到的阻力比红壶的大
B.碰撞后,蓝壶的运动的时间为6s
C.碰撞后两壶相距的最远距离为1.1m D.两壶碰撞是弹性碰撞
新人教版高中物理选修一第一章《动量守恒定律》检测题(有答案解析)
一、选择题
1.(0分)[ID:127087]如图所示,轻质弹簧下端悬挂一个小球,将小球下拉一定距离后由静止释放(并未超过弹簧的弹性限度),小球上下振动,不计空气阻力,则在连续两次经过平衡位置的过程中,小球( )
A.动量的变化量为零 B.所受重力做的功不为零
C.所受重力的冲量不为零 D.所受弹簧弹力的冲量为零
2.(0分)[ID:127056]甲乙是两个完全相同的小球,在同一位置以相等的速率抛出,甲被水平抛出,乙被斜上抛,只受到重力,则下列说法正确的是( )
A.两球落地时的速度相同
B.两球落地时的重力瞬时功率相等
C.两球落地时前的重力冲量相同
D.两球落地前的动量变化快慢相同
3.(0分)[ID:127048]甲、乙两物体质量分别为m1和m2,两物体碰撞前后运动的位移随时间变化的x-t图像如图所示,则在碰撞前( )
A.乙的动能大 B.甲的动能大 C.乙的动量大 D.甲的动量大
4.(0分)[ID:127041]如图所示,一物体分别沿三个倾角不同的光滑斜面由静止开始从顶端下滑到底端C、D、E处,三个过程中重力的冲量分别为123GGGIII、、,合力的冲量分别为123III合合合、、,动量变化量的大小分别为123、、ppp,动能变化量的大小分别为123kkkEEE、、,则有( )
A.123kkkEEE,123ppp
B.123ppp,123III合合合
C.123III合合合,123GGGIII
D.123GGGIII,123kkkEEE 5.(0分)[ID:127038]一质量为1kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动,F随时间t变化的图线如图所示,则 ( )
A.t= 1s时物块的速率为1m/s B.t= 2s时物块的动量大小为2kg·m/s
C.前3s内合外力冲量大小为3N·s D.前4s内动量的变化量大小为0
1.3 动量守恒定律 练习题(解析版)
第一章 动量守恒定律
1.3 动量守恒定律
一、单选题:
1.如图所示,甲木块的质量为m1,以v的速度沿光滑水平地面向前运动,正前方有一静止的、质量为m2的乙木块,乙上连有一轻质弹簧.甲木块与弹簧接触后( )
A.甲木块的动量守恒
B.乙木块的动量守恒
C.甲、乙两木块所组成系统的动量守恒
D.甲、乙两木块所组成系统的动能守恒
解析:根据动量守恒定律的条件,以甲、乙为一系统,系统的动量守恒,A、B错误,C正确;甲、乙的一部分动能转化为弹簧的弹性势能,甲、乙系统的动能不守恒,D错误.
答案:C
2.2019年1月11日,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭成功将中星2D卫星送入预定轨道.假设将发射火箭看成如下模型:静止的实验火箭,总质量M=2 100 g,当它以对地速度v0=840 m/s喷出质量Δm=100 g的高温气体后,火箭的速度为(喷出气体过程中重力和空气阻力可忽略)( )
A.42 m/s B.-42 m/s
C.40 m/s D.-40 m/s
答案:B
解析:[取火箭及气体为系统,设火箭的速度为v,则系统在向外喷气过程中满足动量守恒定律,取v0方向为正方向,由动量守恒定律得0=Δmv0+(M-Δm)v,解得v=-Δmv0M-Δm=-42 m/s,选项B正确.]
3.如图所示,A、B两个小球在光滑水平面上沿同一直线相向运动,它们的动量大小分别为p1和p2,碰撞后A球继续向右运动,动量大小为p1′,此时B球的动量大小为p2′,则下列等式成立的是( )
A.p1+p2=p1′+p2′
B.p1-p2=p1′-p2′
C.p1′-p1=p2′+p2
D.-p1′+p1=p2′+p2
答案:D
解析:[因水平面光滑,所以A、B两球组成的系统在水平方向上动量守恒.取向右为正方向,由于p1、p2、p1′、p2′均表示动量的大小,所以碰前的动量为p1-p2,碰后的动量为p1′+p2′,由系统动量守恒知p1-p2=p1′+p2′,经变形得-p1′+p1=p2′+p2,D对.]
人教版高中物理选修一第一章《动量守恒定律》检测卷(含答案解析)
一、选择题
1.(0分)[ID:127065]人和冰车的总质量为M,另一木球质量为m,且M∶m=31∶2。人坐在静止于水平冰面的冰车上,以速度v(相对地面)将原来静止的木球沿冰面推向正前方向的固定挡板,不计一切摩擦阻力,设小球与挡板的碰撞是弹性的,人接住球后,再以同样的速度v(相对地面)将球推向挡板。人推多少次后不能再接到球( )
A.6次 B.7次 C.8次 D.9次
2.(0分)[ID:127052]如图所示,将一光滑的质量为4m半径为R的半圆槽置于光滑水平面上,在槽的左侧紧挨有一个质量为m的物块,今让一质量也为m的小球自左侧槽口A的正上方高R处从静止开始落下,与半圆槽相切自A点进入槽内,则以下结论中正确的是( )
A.小球在半圆槽内第一次到最低点B的运动过程中,槽的支持力对小球不做功
B.小球第一次运动到半圆槽的最低点B时,小球与槽的速度大小之比为4:1
C.小球第一次从C点滑出后将做竖直上抛运动
D.物块最终的动能为15mgR
3.(0分)[ID:127035]光滑绝缘水平桌面上存在与桌面垂直方向的匀强磁场,有一带电粒子在桌面上做匀速圆周运动,当它运动到M点,突然与一不带电的静止粒子发生正碰合为一体(碰撞时间极短),则粒子的运动轨迹应是图中的哪一个(实线为原轨迹,虚线为碰后轨迹)( )
A. B. C. D. 4.(0分)[ID:127031]如图,质量为M的小船在静止水面上以速率v0向右匀速行驶,一质量为m的救生员站在船尾,相对小船静止。若救生员相对小船以速率v水平向左跃入水中,则救生员跃出后小船相对水面的速率为( )
A.0mvvM B.0mvvM C.0mvvMm
D.00()mvvvM
5.(0分)[ID:127026]如图,A、B两个小球沿光滑水平面向右运动,取向右为正方向,则A的动量pA=10kg·m/s,B的动量pB=6kg·m/s,A、B碰后A的动量增量△pA=-4kg·m/s,则关于A、B的质量比应满足的条件为( )
高考物理动量守恒定律真题汇编(含答案)含解析
高考物理动量守恒定律真题汇编(含答案)含解析
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.如图所示,在光滑的水平面上有一长为L的木板B,上表面粗糙,在其左端有一光滑的四分之一圆弧槽C,与长木板接触但不相连,圆弧槽的下端与木板上表面相平,B、C静止在水平面上.现有滑块A以初速度0v从右端滑上B,一段时间后,以02v滑离B,并恰好能到达C的最高点.A、B、C的质量均为m.求:
(1)A刚滑离木板B时,木板B的速度;
(2)A与B的上表面间的动摩擦因数;
(3)圆弧槽C的半径R;
(4)从开始滑上B到最后滑离C的过程中A损失的机械能.
【答案】(1) vB=04v;(2)20516vgL(3)2064vRg(4)201532mvE
【解析】
【详解】 (1)对A在木板B上的滑动过程,取A、B、C为一个系统,根据动量守恒定律有:
mv0=m02v+2mvB
解得vB=04v
(2)对A在木板B上的滑动过程,A、B、C系统减少的动能全部转化为系统产生的热量
222000111()2()22224vvmgLmvmm=--
解得20516vgL
(3)对A滑上C直到最高点的作用过程,A、C系统水平方向上动量守恒,则有:
高考必备物理动量守恒定律技巧全解及练习题(含答案)及解析
高考必备物理动量守恒定律技巧全解及练习题(含答案)及解析
一、高考物理精讲专题动量守恒定律
1.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.如图所示,在光滑的水平面上有一长为L的木板B,上表面粗糙,在其左端有一光滑的四分之一圆弧槽C,与长木板接触但不相连,圆弧槽的下端与木板上表面相平,B、C静止在水平面上.现有滑块A以初速度0v从右端滑上B,一段时间后,以02v滑离B,并恰好能到达C的最高点.A、B、C的质量均为m.求:
(1)A刚滑离木板B时,木板B的速度;
(2)A与B的上表面间的动摩擦因数;
(3)圆弧槽C的半径R;
(4)从开始滑上B到最后滑离C的过程中A损失的机械能.
【答案】(1) vB=04v;(2)20516vgL(3)2064vRg(4)201532mvE
【解析】
【详解】 (1)对A在木板B上的滑动过程,取A、B、C为一个系统,根据动量守恒定律有:
mv0=m02v+2mvB
解得vB=04v
(2)对A在木板B上的滑动过程,A、B、C系统减少的动能全部转化为系统产生的热量
222000111()2()22224vvmgLmvmm=--
解得20516vgL
高中物理选修一第一章《动量守恒定律》检测题(有答案解析)
一、选择题
1.(0分)[ID:127089]盆景是中华民族独有的,具有浓厚的中国文化特色。如图所示,一“黄山松”盆景放在水平桌面上,下列关于桌子对盆景作用力的说法正确的是( )
A.方向竖直向上,大小等于盆景的重力
B.方向斜向左上方,大小大于盆景的重力
C.方向斜向右上方,大小大于盆景的重力
D.无论时间长短,该力的冲量始终为0
2.(0分)[ID:127085]木块放在光滑水平面上,一颗子弹水平射入木块中,子弹受到的平均阻力为f,射入深度为d,此过程中木块位移为s,则( )
A.子弹损失的动能为fs B.木块增加的动能为fs
C.子弹动能的减少等于木块动能的增加 D.子弹、木块系统产生的热量为f(s+d)
3.(0分)[ID:127080]如图所示,体积相同的匀质小球A和B并排悬挂,静止时悬线平行,两球刚好接触,悬点到球心的距离均为L,B球悬线右侧有一固定的光滑小铁钉P,O2P=34L。现将A向左拉开60°角后由静止释放,A到达最低点时与B发生弹性正碰,碰后B做圆周运动恰能通过P点的正上方。已知A的质量为m,取3=1.73,5=2.24,则B的质量约为( )
A.0.3m B.0.8m
C.m D.1.4m
4.(0分)[ID:127073]一水龙头的出水口竖直向下,横截面积为S,且离地面高度为h。水从出水口均匀流出时的速度大小为v0,在水落到水平地面后,在竖直方向的速度变为零,并沿水平方向朝四周均匀散开。已知水的密度为ρ,重力加速度大小为g。水和地面的冲击时间很短,重力影响可忽略。不计空气阻力和水的粘滞阻力。则( ) A.单位时间内流出水的质量为2Sgh
B.单位时间内流出水的质量为202Svgh
C.地面受到水的冲击力大小为02Svgh
D.地面受到水的冲击力大小为2002Svvgh
5.(0分)[ID:127060]光滑的水平桌面上,质量为0.2kg,速度为3m/s的A球跟质量为0.2kg的静止B球发生正碰,则碰撞后B球的速度可能为( )
高中物理动量守恒定律真题汇编(含答案)
高中物理动量守恒定律真题汇编(含答案)
一、高考物理精讲专题动量守恒定律
1.如下图,质量为 M=2kg的小车静止在光滑的水平地面上,其 AB局部为半径R=0.3m
一一1 一
的光滑一圆孤,BC局部水平粗糙,BC长为L=0.6m.一可看做质点的小物块从 A点由静止
4
(1)小物块与小车 BC局部间的动摩擦因数;
(2)小物块从A滑到C的过程中,小车获得的最大速度.
【答案】(1) 0.5 (2) 1m/s
【解析】
解:(1)小物块滑到C点的过程中,系统水平方向动量守恒那么有: (M m)v 0
所以滑到C点时小物块与小车速度都为 0
由能量守恒得: mgR mgL
R
解得: R 0.5 L
(2)小物块滑到B位置时速度最大,设为 必,此时小车获得的速度也最大,设为 V2
由动量守恒得:mv1 Mv2
1 2 1 2
由能重寸恒得:mgR — mv1 — Mv2
2 2
联立解得:v2 1m / s
2.如下图,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,水平局部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滑上小车后假设与物体 B相碰必粘在一起,它们间无竖直作用力. A与
释放,滑到C点刚好相对小车停止.小物块质量 m=1kg,取 g=10m/s2.求:
平台水平轨道和小车上外表的动摩擦因数都为 0.4,且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相
取 g=10m/s2,求 等.物体A、B和小车C的质量均为1kg,
K
(1)物体A进入N点前瞬间对轨道的压力大小?
考点:牛顿第二定律;动量守恒定律;能量守恒定律
(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 ;
