高中物理 第1章《动量守恒研究》单元测试9 鲁科版选修35
高中物理选修3-5 第1章《动量守恒定律研究》章节测试题含答案解析

绝密★启用前2019鲁科版高中物理选修3-5第1章《动量守恒定律研究》章节测试题本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分,考试时间150分钟。
第Ⅰ卷一、单选题(共20小题,每小题3.0分,共60分)1.关于物体的动量,下列说法中正确的是()A.运动物体在任一时刻的动量方向,一定是该时刻的速度方向B.物体的加速度不变,其动量一定不变C.动量越大的物体,其速度一定越大D.动量越大的物体,其质量一定越大2.如图所示,质量为M的物体P静止在光滑的水平桌面上,另有一质量为m(M>m)的物体Q以速度v0正对P滑行,则它们相碰后(设桌面足够大)()A.Q物体一定被弹回,因为M>mB.Q物体可能继续向前C.Q物体的速度不可能为零D.若相碰后两物体分离,则过一段时间可能再碰3.试管开口向上,管内底部有一小昆虫,试管自由下落时,当昆虫停在管底和沿管壁加速上爬的两种情况下,试管在相等时间内获得的动量大小是()A.小昆虫停在管底时大B.小昆虫向上加速上爬时大C.两种情况一样大D.小昆虫加速度大小未知,无法确定4.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,不久A、B两球发生了对心碰撞.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.v A′=-2 m/s,vB′=6 m/sB.v A′=2 m/s,vB′=2 m/sC.v A′=1 m/s,vB′=3 m/sD.v A′=-3 m/s,vB′=7 m/s5.光子的能量为hν,动量大小为,如果一个静止的放射性元素的原子核在发生γ衰变时只放出一个γ光子,则衰变后的原子核()A.仍然静止B.沿着与光子运动方向相同的方向运动C.沿着与光子运动方向相反的方向运动D.可能向任何方向运动6.如图所示,a、b、c三个相同的小球,a从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑,同时b、c从同一高度分别开始做自由下落和平抛运动.它们从开始到到达地面,下列说法正确的有()A.它们同时到达地面B.重力对它们的冲量相同C.它们的末动能相同D.它们动量变化的大小相同7.如图所示,质量为M的斜劈置于光滑的水平地面上,一质量为m的滑块以初速度v0沿斜劈向上滑行,它们在相互作用的过程中,当斜劈的速度达到最大值时,对应的是下列情况中的()A.滑块在到达斜劈的最高位置时B.滑块从斜劈上开始下滑时C.滑块与斜劈速度相等时D.滑块与斜劈开始分离时8.一同学在地面上立定跳远的最好成绩是x(m),假设他站在车的A端,如图所示,想要跳上距离为l(m)远的站台上,不计车与地面的摩擦阻力,则()A.只要l<x,他一定能跳上站台B.只要l<x,他有可能跳上站台C.只要l=x,他一定能跳上站台D.只要l=x,他有可能跳上站台9.物体沿粗糙的斜面上滑,到最高点后又滑回原处,则()A.上滑时重力的冲量比下滑时小B.上滑时摩擦力冲量比下滑时大C.支持力的冲量为0D.整个过程中合外力的冲量为零10.下列关于动量的说法中,正确的是()A.物体的动量改变,其速度大小一定改变B.物体的动量改变,其速度方向一定改变C.物体运动速度的大小不变,其动量一定不变D.物体的运动状态改变,其动量一定改变11.如图所示,游乐场上,两位同学各驾着一辆碰碰车迎面相撞,此后,两车以共同的速度运动;设甲同学和他的车的总质量为150 kg,碰撞前向右运动,速度的大小为4.5 m/s;乙同学和他的车的总质量为200 kg,碰撞前向左运动,速度的大小为 4.25 m/s,则碰撞后两车共同的运动速度为(取向右为正方向)()A. 1 m/sB. 0.5 m/sC.-1 m/sD.-0.5 m/s12.手持铁球的跳远运动员起跳后,欲提高跳远成绩,可在运动到最高点时,将手中的铁球() A.竖直向上抛出B.向前方抛出C.向后方抛出D.向左方抛出13.一炮艇在湖面上匀速行驶,突然从船头和船尾同时水平向前和向后各发射一发炮弹,设两炮弹质量相同,相对于地的速率相同,船的牵引力和阻力均不变,则船的速度的变化情况是 ()A.速度不变B.速度减小C.速度增大D.无法确定14.如图所示,自行火炮连同炮弹的总质量为M,当炮管水平,火炮车在水平路面上以v1的速度向右匀速行驶中,发射一枚质量为m的炮弹后,自行火炮的速度变为v2,仍向右行驶.则炮弹相对炮筒的发射速度v0为()A.B.C.D.15.“娱乐风洞”是一项将科技与惊险相结合的娱乐项目,它能在一个特定的空间内把表演者“吹”起来.假设风洞内向上的风量和风速保持不变,表演者调整身体的姿态,通过改变受风面积(表演者在垂直风力方向的投影面积),来改变所受向上风力的大小.已知人体所受风力大小与受风面积成正比,人水平横躺时受风面积最大,设为S0,站立时受风面积为S0;当受风面积为S0时,表演者恰好可以静止或匀速漂移.如图所示,某次表演中,人体可上下移动的空间总高度为H,表演者由静止以站立身姿从A位置下落,经过B位置时调整为水平横躺身姿(不计调整过程的时间和速度变化),运动到C位置速度恰好减为零.关于表演者下落的过程,下列说法中正确的是()A.B点距C点的高度是HB.从A至B过程表演者克服风力所做的功是从B至C过程表演者克服风力所做的功的C.从A至B过程表演者所受风力的冲量是从A至C过程表演者所受风力的冲量的D.从A至B过程表演者所受风力的平均功率是从B至C过程表演者所受风力平均功率的16.两个具有相等动能的物体,质量分别为m1和m2,且m1>m2,比较它们动量的大小,则有()A.m2的动量大一些B.m1的动量大一些C.m1和m2的动量大小相等D.哪个的动量大不一定17.在距地面高为h处,同时以相同速率v0分别平抛、竖直上抛、竖直下抛质量相等的物体m,当它们落地时,比较它们的动量的增量Δp,有()A.平抛过程较大B.竖直上抛过程较大C.竖直下抛过程较大D.三者一样大18.质量分别为2m和m的A、B两个质点,初速度相同,均为v1.若他们分别受到相同的冲量I作用后,A的速度为v2,B的动量为p.已知A、B都做直线运动,则动量p可以表示为( )A.m(v2-v1)B. 2m(2v2-v1)C. 4m(v2-v1)D.m(2v2-v1)19.质量为m的小球A,在光滑水平面以初动能E k与质量为2m的静止小球B发生正碰,碰撞后A 球停下,则撞后B球的动能为()A. 0B.C.D.E k20.如图所示,两个质量相等的小球从同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止自由滑下,下滑到达斜面底端的过程中()A.两物体所受重力做功相同B.两物体所受合外力冲量相同C.两物体到达斜面底端时时间相同D.两物体到达斜面底端时动能不同第II卷二、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)21.如图所示,质量为m的子弹,以速度v水平射入用轻绳悬挂在空中的木块,木块的质量为M,绳长为L,子弹停留在木块中,求子弹射入木块后的瞬间绳子张力的大小.22.如图所示,质量为m的摆球用长为l的轻质细绳系于O点,O点正下方的粗糙水平地面上静止着一质量为M的钢块.现将摆球向左拉起,使细线水平,由静止释放摆球,摆球摆动至最低点时与钢块发生正碰,碰撞时间极短,碰后摆球反弹上升至最高点时与最低点的竖直高度差为l.已知钢块与水平面间的动摩擦因数为μ,摆球和钢块均可视为质点,不计空气阻力,水平面足够长.求:钢块与摆球碰后在地面上滑行的距离.23.质量为60 kg的人,不慎从高空支架上跌落,由于弹性安全带的保护,使他悬挂在空中.已知安全带长5 m,其缓冲时间是1.2 s,求安全带受到的平均冲力大小为多少?(取g=10 m/s2)24.如图所示是某游乐场过山车的娱乐装置原理图,弧形轨道末端与一个半径为R的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,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;(2)前车被弹出的过程中弹簧释放的弹性势能;(3)两车从静止下滑时距最低点的高度h.答案解析1.【答案】A【解析】动量具有瞬时性,任一时刻物体动量的方向,即为该时刻的速度方向,A正确;加速度不变,物体的速度均匀变化,故其动量也均匀变化,B错误;物体动量的大小由物体质量及速度的大小共同决定,物体的动量大,其速度不一定大,动量大,其质量也并不一定越大,C、D错误.2.【答案】B【解析】因为相碰后Q、P有获得相同速度的可能,所以A错.只有M=m且M、m发生了弹性正碰时,m才可能将动量全部传给M.若M、m发生非弹性碰撞,尽管M>m,但碰后速度仍有可能为零,所以C错.若Q被反向弹回,则Q、P不再相碰,所以D错.3.【答案】B【解析】选试管为研究对象,昆虫停在管中时整体做自由落体运动,试管只受重力,由动量定理mgt=p1-0.当昆虫加速上爬时,对管底产生一个向下的作用力F,根据动量定理得(mg+F)t=p2-0,所以p2>p1,故B正确.4.【答案】D【解析】两球碰撞前后应满足动量守恒定律并且碰后两球的动能之和不大于碰前两球的动能之和.即满足:mA v A+mB v B=mA v A′+mB v B′,①mA v+mB v≥mA v A′2+mB v B′2,②答案D中满足①式,但不满足②式,所以D选项错误.5.【答案】C【解析】原子核在放出γ光子的过程中,系统动量守恒,而系统在开始时总动量为零,因此衰变后的原子核的运动方向与γ光子运动方向相反.6.【答案】D【解析】球b做自由落体运动,球c的竖直分运动是自由落体运动,故b、c两个球的运动时间相同且加速度均为g,为t=;球a受重力和支持力,加速度为g sinθ<g,故a球运动时间长,A错误;由于重力相同,而重力的作用时间不同,故重力的冲量不同,B错误;初动能不全相同,而合力做功相同,根据动能定理,得末动能不全相同,C错误;b、c球合力相同,运动时间相同,故合力的冲量相同,根据动量定理,动量变化量也相同;a、b球机械能守恒,末速度相等,故末动量大小相等,初动量为零,故动量增加量的大小相等,D正确.7.【答案】D【解析】滑块和斜劈组成的系统,在水平方向上所受的合力为零,水平方向上动量守恒,根据动量守恒定律知,当滑块的速度沿斜劈向下达到最大时,斜劈向右的速度最大,此时滑块与斜劈开始分离.故D正确,A、B、C错误.8.【答案】B【解析】人起跳的同时,小车要做反冲运动,所以人跳的距离小于x,故l<x时,才有可能跳上站台.9.【答案】A【解析】上滑过程中mg sinθ+F f=ma1,下滑过程中mg sinθ-F f=ma2,a1>a2可知上滑运动时间较短,重力冲量较小,A对;同理可知上滑时摩擦力冲量比下滑时小,上滑时支持力冲量比下滑时小, B、C错;合外力不为零,合外力的冲量不为零,D错.10.【答案】D【解析】动量是矢量,有大小也有方向.动量改变是指动量大小或方向的改变,而动量的大小与质量和速度两个因素有关,其方向与速度的方向相同.质量一定的物体,当速度的大小或方向有一个因素发生变化时,动量就发生变化,故A、B、C错;物体运动状态改变是指速度大小或方向的改变,因此物体的动量一定发生变化,故D正确.11.【答案】D【解析】两车碰撞过程动量守恒,m1v1-m2v2=(m1+m2)v得v==m/s=-0.5 m/s.12.【答案】C【解析】欲提高跳远成绩,则应增大水平速度,即增大水平方向的动量,所以可将铁球向后抛出,人和铁球水平方向的总动量守恒,因为铁球的动量向后,所以人向前的动量增加.13.【答案】C【解析】因船受到的牵引力及阻力不变,且开始时船匀速运动,故整个系统动量守恒;设炮弹质量为m,船(不包括两炮弹)的质量为M,则由动量守恒可得:Mv+mv1-mv1=(M+2m)v0,可得发射炮弹后船(不含炮弹)的动量增大,速度增大,C正确.14.【答案】B【解析】将自行火炮和炮弹看做一个系统,自行火炮水平匀速行驶时,牵引力与阻力平衡,系统动量守恒设向右为正方向,发射前系统动量之和为Mv1,发射后系统的动量之和为(M-m)v2+m(v0+v2).由Mv1=(M-m)v2+m(v0+v2)解得v0=.15.【答案】B【解析】设人水平横躺时受到的风力大小为F m,由于人体受风力大小与正对面积成正比,故人站立时风力为F m.由于受风力有效面积是最大值的一半时,恰好可以静止或匀速漂移,故可以求得人的重力G=F m,即有F m=2G.从A至B过程表演者的加速度大小为a1===0.75g从B至C过程表演者的加速度大小为a2===g,由速度位移公式得:从A至B过程表演者的位移x1=,从B至C过程表演者的位移x2=,故x1∶x2=4∶3,x2=H,A错误;表演者从A至B克服风力所做的功为W1=F m·H=F m H;从B至C过程克服风力所做的功为W2=F m·H=F m H,得=,B正确;设B点的速度为v,则从A至B过程表演者的运动时间t1==.从B至C过程表演者的运动时间t2==,根据动量定理,I1=F m t1=mv,I2=F m t2=2mv,=,C错误;根据P=,又=,=,联立解得=,D错误.16.【答案】B【解析】动能E k=mv2,动量p=mv,则p=,因为初动能相等,m1>m2,则动量p1>p2,B正确.17.【答案】B【解析】物体在空中只受重力作用,三种情况下从抛出到落地竖直上抛时间最长,竖直下抛时间最短,由动量定理:I=mgt=Δp得竖直上抛过程动量增量最大,B正确.18.【答案】D【解析】对A由动量定理:I=2m(v2-v1),对B由动量定理:I=p-mv1,则p=I+mv1=m(2v2-v1),D正确.19.【答案】B【解析】两球碰撞过程动量守恒,有mv A=2mv B,所以由动量和能量的关系有=,故E kB=,B项正确.20.【答案】A【解析】从光滑的斜面下滑,设斜面倾角为θ,高h,则有加速度a=g sinθ,位移x=,根据匀变速直线运动则有x==at2=g sinθt2,运动时间t=,两个斜面高度相同而倾角不同所以运动时间不同,选项C错;沿斜面运动合力为mg sinθ,所以合力的冲量I=mg sinθt=mg,虽然大小相等,但是倾角不同,合力方向不同,合外力冲量不同,B错;下滑过程重力做功mgh相等,A对;根据动能定理,下滑过程只有重力做功,而且做功相等,所以到达斜面底端时动能相同,选项D错.21.【答案】(m+M)g+【解析】子弹射入木块的瞬间,子弹和木块组成的系统动量守恒.取水平向左为正方向,由动量守恒定律得0+mv=(m+M)v1解得v1=.随后子弹和木块整体以此初速度向左摆动做圆周运动.由牛顿第二定律得(取向上为正方向)F-(m+M)g=(m+M)将v1代入解得F=(m+M)g+22.【答案】【解析】摆球从下落过程机械能守恒,设下落到最低点速度大小为v1,则由动能定理得:mgl=mv摆球与钢块碰撞极短,设碰撞后摆球速度大小为v2,钢块速度大小为v3,以水平向右为正方向,由动量守恒得:mv1=-mv2+Mv3由于碰撞后小球反弹至l高处,则小球上升过程由动能定理得:-mg×l=0-mv碰撞后钢块沿水平面做匀减速运动,由动能定理得:-μMgs=0-Mv得s=.23.【答案】1100 N【解析】人自由下落5 m,由运动学公式v2=2gh,则v==m/s=10 m/s.人和安全带作用时,人受到向上的拉力和向下的重力,设向下为正,由动量定理(mg-F)t=0-mv得F=mg+=(60×10+) N=1100 N.24.【答案】(1)(2)mgR(3)【解析】(1)设前车在最高点速度为v2,依题意有mg=①设前车在最低位置与后车分离后速度为v1,根据机械能守恒mv+mg·2R=mv②由①②得:v1=(2)设两车分离前速度为v0,由动量守恒定律2mv0=mv1得v0==设分离前弹簧弹性势能为E p,根据系统机械能守恒定律得E p=mv-·2mv=mgR (3)两车从h高处运动到最低处机械能守恒,有2mgh=·2mv,解得:h=.。
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学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.一个笔帽竖直放在桌面上的纸条上,要求把纸条从笔帽下抽出,如果缓慢拉出纸条笔帽必倒,若快速拉出纸条,笔帽可能不倒..以下判断正确的是( )
A. B.
C. D.
8.如图所示,一长木板放置在水平地面上,一根轻弹簧右端固定在长木板上,左端连接一个质量为m的小物块,小物块可以在木板上无摩擦滑动.现在用手固定长木板,把小物块向左移动,弹簧的形变量为x1;然后,同时释放小物块和木板,木板在水平地面上滑动,小物块在木板上滑动;经过一段时间后,长木板达到静止状态,小物块在长木板上继续往复运动.长木板静止后,弹簧的最大形变量为x2.已知地面对长木板的滑动摩擦力大小为Ff.当弹簧的形变量为x时,弹性势能Ep= kx2,式中k为弹簧的劲度系数.由上述信息可以判断()
A.整个过程中小物块的速度可以达到
B.整个过程中木板在地面上运动的路程为
C.长木板静止后,木板所受的静摩擦力的大小不变
D.若将长木板改放在光滑地面上,重复上述操作,则运动过程中物块和木板的速度方向可能相同
9.如图所示,甲、乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游玩.甲和他的冰车总质量为30 kg,乙和他的冰车总质量为30 kg,游戏时甲推着一质量为10 kg的木箱,和他一起以v0=3.5 m/s的速度滑行,乙在甲的正前方相对地面静止.为避免碰撞,则甲至少以相对地面多大的速度将箱子向乙推出才能避免与乙相撞()
17.如图所示,xOy是位于足够大的绝缘光滑水平桌面内的平面直角坐标系,虚线MN是∠场强为E的匀强电场;在MN的右侧区域,存在着方向竖直向下,磁感应强度为B的匀强磁场.现有一带负电的小球a从y轴上的P(0,l)点,在电场力作用下由静止开始运动,a球到达虚线MN上的Q点时与另一个不带电的静止小球b发生碰撞,碰后两小球粘合在一起进入磁场,它们穿出磁场的位置恰好在O点.若a、b两小球的质量相等且均可视为质点,a、b碰撞过程中无电荷量损失.求:
高中物理鲁科版选修3-5 第1章 动量守恒研究--综合检测及答案

第1章 动量守恒研究一、选择题(本题共7小题,每小题6分.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6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.)1.下列说法中正确的是( )A .作用在物体上的合外力越大,物体动量的变化就越快B .作用在物体上的合外力的冲量越大,物体动量变化就越快C .作用在物体上的冲量恒定时,物体的动量保持不变D .延长物体间的相互作用时间,可以增大物体间的相互作用力2.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,以物体和斜面为一系统3.物体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 .物体的动能可能不变4.一质量为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 Δt C.m v Δt +mg D.m v Δt-mg 5.在光滑的水平面上,有a 、b 两球,其质量分别为m a 、m b ,两球在t 0时刻发生正碰,并且在碰撞过程中无机械能损失,两球在碰撞前后的速度图象如图所示,下列关系正确的是( )A .m a >m bB .m a <m bC .m a =m bD .无法判断6.如图所示,在光滑水平面上停放质量为m 装有弧形槽的小车.现有一质量也为m 的小球以v 0的水平速度沿切线水平的槽口向小车滑去(不计摩擦),到达某一高度后,小球又返回小车右端,则( )A .小球在小车上到达最高点时的速度大小为v 0/2B .小球离车后,对地将向右做平抛运动C .小球离车后,对地将做自由落体运动D .此过程中小球对车做的功为m v 20/27.质量相同的A、B两木块从同一高度自由落下,如图所示,当A木块落至某一位置时,被水平飞来的子弹很快地击中(设子弹未穿出),则A、B两木块在空中的运动时间t A、的关系为()tA.t A=t B B.t A>t BC.t A<t B D.无法判断二、非选择题(本大题共5小题,共58分.)8.(8分)如图所示装置用来验证动量守恒定律,质量为m A的钢球A用细线悬挂于O点,质量为m B的钢球放在离地面高度为H的小支柱N上,O点到A球球心的距离为L,使悬线在A球释放前伸直,且线与竖直线夹角为α,A球释放后摆到最低点时恰与B球正碰,碰撞后,A球把轻质指示针OC推移至与竖直线夹角β处,B球落到地面上,地面上铺有一张盖有复写纸的白纸D,保持α角度不变,多次重复上述实验,白纸上记录到多个B球的落点.(1)图中x应是B球初始位置到________的水平距离.(2)为了验证两球碰撞过程动量守恒,应测得的物理量有:________.(3)用测得的物理量表示碰撞前后A球、B球的动量:p A=________,p′A=________,p B=________,p′B=________.9.(10分)气垫导轨是常用的一种实验仪器.它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦.我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律,实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计),采用的实验步骤如下:a.用天平分别测出滑块A、B的质量m A、m B.b.调整气垫导轨,使导轨处于水平.c.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上.d.用刻度尺测出A的左端至C挡板的距离L1.e.按下电钮放开卡销,同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作.当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时,记下A、B分别到达C、D 的运动时间t1和t2.(1)实验中还应测量的物理量是________.(2)利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是________,上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等,产生误差的原因是________(回答两点即可).10.(12分)某同学为了探究质量为m1=1.0 kg和m2(未知)的两个物体在光滑的水平面上正碰是否是弹性碰撞,该同学测出碰撞前后两物体的s-t(位移-时间)图象如图所示,碰撞时间极短,试通过计算回答下列问题:(1)质量为m1的物体在碰撞过程中动量变化量是多少?(2)m2等于多少千克?(3)碰撞过程是弹性碰撞还是非弹性碰撞?11.(14分)如图甲所示,物体A、B的质量分别是m1=4.0 kg和m2=6.0 kg,用轻弹簧相连放在光滑水平面上,物体B左侧与竖直墙相接触.另有一个物体C 从t=0时刻起以一定的速度向左运动,在t=5.0 s时刻与物体A相碰,碰后立即与A粘在一起不再分开.物体C的v—t图象如图乙所示.试求:(1)物体C的质量m3;(2)在5.0 s到15.0 s的时间内物体A动量变化的大小和方向.12.(14分)在粗糙的水平桌面上有两个静止的木块A和B,两者相距为d.现给A一初速度,使A与B发生弹性正碰,碰撞时间极短.当两木块都停止运动后,相距仍然为d.已知两木块与桌面之间的动摩擦因数均为μ,B的质量为A 的2倍,重力加速度大小为g.求A的初速度的大小.一、选择题1.【解析】由F=ΔpΔt知选项A正确.【答案】 A2.【解析】判断动量是否守恒的方法有两种:第一种,从动量守恒的条件判定,动量守恒定律成立的条件是系统受到的合外力为零,故分析系统受到的外力是关键.第二种,从动量的定义判定.B 选项叙述的系统,初动量为零,末动量不为零.C选项末动量为零,而初动量不为零.D选项,在物体沿斜面下滑的过程中,向下的动量增大.故选A.【答案】 A3.【解析】动量是矢量,动能是标量,动量变化了5 kg·m/s,物体动量的大小可能在增加,也可能在减小,还可能不变.如物体以大小为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,物体的动能也不变,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.【答案】CD 4.【解析】铁锤与木桩作用的过程中,铁锤受竖直向下的重力和木桩对铁锤向上的弹力作用,以竖直向下方向为正方向,由动量定理可得(mg-F)Δt=0-m v,由此得F=mg+m vΔt,即C正确.【答案】C5.【解析】由图象知a球以初速度向原来静止的b球碰撞,碰后a球反弹且小于a的初速度,根据碰撞规律,a球质量小于b球质量.【答案】 B6.【解析】小球到达最高点时,小车和小球相对静止,且水平方向总动量守恒;小球离开车时类似完全弹性碰撞,两者速度互换.【答案】ACD7.【解析】以子弹和木块A为一个系统,在子弹射入木块的过程中,水平方向上不受外力,系统水平方向动量守恒,在竖直方向上受到重力作用,严格讲系统动量不守恒,但由于子弹射入的时间极短,重力的冲量可以忽略,符合动量守恒条件,故竖直方向上A的速度减小,落地时间增长,B正确.【答案】 B二、非选择题8.【解析】(1)x应是B球初始位置到落点的水平距离.(2)不难想到为验证动量守恒,必须测量m A、m B.为测得入射球碰撞前后速度,根据机械能守恒定律得,m A gL(1-cos α)=12m Av21;m A gL(1-cos β)=12m Av′21.故必须测得α、β、L;同理,B碰后做平抛运动,为测量碰后B的速度v′2,还必须测量H.(3)由(2)知p A=m A2gL(1-cos α),p ′A =m A 2gL (1-cos β),p B =0,p ′B =m B x g 2H【答案】 (1)落点 (2)m A 、m B 、α、β、L 、H(3)m A 2gL (1-cos α)m A 2gL (1-cos β) 0 m B x g 2H9.【解析】 放开卡销后,A 、B 匀速运动v A =L 1t 1,v B =L 2t 2由动量守恒m A v A =m B v B所以m A L 1t 1=m B L 2t 2. 【答案】 (1)滑块B 的右端到D 挡板的距离L 2(2)m A L 1t 1=m B L 2t 2滑块m A 、m B 、L 1、L 2、t 1、t 2测量时带来的误差;气垫导轨不水平;滑块与气垫导轨间有摩擦.10.【解析】 (1)由图象可知,m 1碰前速度v 1=4 m/s ,碰后的速度v 1′=-2 m/s ,m 2碰前速度v 2=0,碰后速度v 2′=2 m/s质量为m 1的物体在碰撞过程中动量的变化量是:Δp 1=m 1v 1′-m 1v 1=-6 kg·m/s.(2)由动量守恒定律得:m 1v 1+m 2v 2=m 1v 1′+m 2v 2′代入数据解得:m 2=3.0 kg.(3)两物体组成的系统在碰撞过程中损失的机械能为ΔE =12m 1v 21+12m 2v 22-(12m 1v ′12+12m 2v ′22)=0所以碰撞过程是弹性碰撞.【答案】 (1)-6 kg·m/s (2)3.0 kg (3)弹性碰撞11.【解析】 (1)根据图象可知,物体C 与物体A 相碰前的速度为:v 1=6 m/s相碰后的速度为:v 2=2 m/s根据动量守恒定律得:m 3v 1=(m 1+m 3)v 2解得:m 3=2.0 kg.(2)规定向左的方向为正方向,在第5.0 s 和第15.0 s 末物体A 的速度分别为:v 2=2 m/s ,v 3=-2 m/s所以物体A 的动量变化为:Δp =m 1(v 3-v 2)=-16 kg·m/s即在5.0 s 到15.0 s 时间内物体A 动量变化的大小为16 kg·m/s ,方向向右.【答案】 (1)2.0 kg (2)16 kg·m/s 向右12.【解析】 从碰撞时的能量和动量守恒入手,运用动能定理解决问题.设在发生碰撞前的瞬间,木块A 的速度大小为v ;在碰撞后的瞬间,A 和B 的速度分别为v 1和v 2.在碰撞过程中,由能量和动量守恒定律,得12m v 2=12m v 21+12(2m )v 22① m v =m v 1+(2m )v 2②式中,以碰撞前木块A 的速度方向为正.由①②式得v 1=-v 22③设碰撞后A 和B 运动的距离分别为d 1和d 2,由动能定理得μmgd 1=12m v 21④μ(2m )gd 2=12(2m )v 22⑤据题意有d =d 1+d 2⑥设A 的初速度大小为v 0,由动能定理得μmgd =12m v 20-12m v 2⑦联立②至⑦式,得v 0=285μgd .【答案】 285μgd。
鲁科版高中物理选修35 第1章 动量守恒研究 单元测试-word文档

2019-2019学年鲁科版高中物理选修3-5 第1章动量守恒研究单元测试一、单选题1.人从高处跳到低处时,为了安全,一般都是让脚尖先着地,这样做是为了()A. 减小冲量B. 减小动量的变化量C. 增长与地面的冲击时间,从而减小冲力D. 增大人对地面的压强,起到安全作用2.一颗手榴弹以v0=10m/s的水平速度在空中飞行.设它爆炸后炸裂为两块,小块质量为0.2kg,沿原方向以250m/s的速度飞去,那么,质量为0.4kg的大块在爆炸后速度大小和方向是()A. 125 m/s,与v0反向B. 110 m/s,与v0反向C. 240 m/s,与v0反向D. 以上答案均不正确3.从同一高度自由落下的玻璃杯,掉在水泥地上易碎,掉在软泥地上不易碎.这是因为()A. 掉在水泥地上,玻璃杯的动量大B. 掉在水泥地上,玻璃杯的动量变化大C. 掉在水泥地上,玻璃杯受到的冲量大,且与水泥地的作用时间短,因而受到水泥地的作用力大D. 掉在水泥地上,玻璃杯受到的冲量和掉在软泥地上一样大,但与水泥地的作用时间短,因而受到水泥地的作用力大4.下列几种物理现象的解释中,正确的是()A. 运动员接篮球时手臂有弯曲回收动作,其作用是减小篮球的动量变化量B. 砸钉子时不用橡皮锤,只是因为橡皮锤太轻C. 在推车时推不动是因为推力的冲量为零D. 船舷常常悬挂旧轮胎,是为了延长作用时间,减小作用力5.一辆小车静止在光滑的水平面上,小车立柱上固定一条长为L、系有小球的水平细绳,小球由静止释放,如图所示,不计一切摩擦,下列说法正确的是()A. 小球的机械能守恒,动量不守恒B. 小球的机械能不守恒,动量也不守恒C. 球、车系统的机械能守恒,动量守恒D. 球、车系统的机械能、动量都不守恒6.质量为m的物体以速度v沿光滑水平面匀速滑行,现对物体施加一水平恒力,t秒内该力对物体所施冲量大小为3mv,则关于t秒内的说法不正确的是()A. t秒末物体运动速率可能为4vB. 物体位移的大小可能为C. 该力的大小为D. 该力对物体做功不可能大于7.篮球运动员通常要伸出两臂迎接传来的篮球.接球时,两臂随球迅速收缩至胸前.这样做可以()A. 减小球对手的冲量B. 减小球的动量变化量C. 减小球对人的冲击力D. 减小球的能量变化量8.把一支枪水平固定在小车上,小车放在光滑的水平地面上,枪发射出子弹时,关于枪、子弹、车的下列说法中正确的是( )A. 枪和子弹组成的系统动量守恒B. 枪和车组成的系统动量守恒C. 只有忽略不计子弹和枪筒之间的摩擦,枪、车和子弹组成系统的动量才近似守恒D. 枪、子弹、车组成的系统动量守恒二、多选题9.如图所示,A、B两物体的质量比m A:m B=3:2,它们原来静止在平板车C上,A、B间有一根被压缩了的弹簧,A、B与平板车上表面间动摩擦因数相同,地面光滑.当弹簧突然释放后,则有()A. A,B系统动量守恒B. A,B,C系统动量守恒C. 小车向左运动D. 小车向右运动10.一质量为m的物体做平抛运动,在两个不同时刻的速度大小分别为v1、v2,时间间隔为△t,不计空气阻力,重力加速度为g,则关于△t时间内发生的变化,以下说法正确的是()A. 速度变化大小为g△t,方向竖直向下B. 动量变化量大小为△P=m(v2﹣v1),方向竖直向下C. 动量变化量大小为△P=mg△t,方向竖直向下D. 动能变化为△E k= m(v22﹣v12)11.(2019•海南)如图(a),一长木板静止于光滑水平桌面上,t=0时,小物块以速度滑到长木板上,图(b)为物块与木板运动的图像,图中t 1、、已知。
高中物理 第1章 动量守恒研究章末综合测评 鲁科版选修35

第1章 动量守恒研究(时间:60分钟 满分:100分)一、选择题(本题共6小题,每小题6分.在每小题给出的五个选项中,有三项是符合题目要求的,选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分,每选错1个扣3分,最低得分为0分.)1.下列说法中正确的是( )A .作用在物体上的合外力越大,物体动量的变化就越快B .作用在物体上的合外力的冲量越大,物体动量变化就越快C .作用在物体上的冲量恒定时,物体的动量保持不变D .延长物体间的相互作用时间,可以增大物体间的相互作用冲量E .作用在物体上的合外力的冲量越大,物体动量变化量越大【解析】 由I =F ·t =Δp 可知,延长物体间的相互作用时间,可以增大物体间的相互作用冲量,D 正确;合外力的冲量引起物体动量变化,且合外力的冲量越大,物体动量变化量越大,B 、C 错误,E 正确;由F =Δp Δt可知,作用在物体上的合外力越大,物体动量的变化就越快,A 正确.【答案】 ADE2.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,以物体和斜面为一系统在水平方向上E .原来静止在光滑冰面上的运动员向前抛出同伴,以运动员和同伴为一系统【解析】 判断动量是否守恒的方法有两种:第一种,从动量守恒的条件判定,动量守恒定律成立的条件是系统受到的合外力为零,故分析系统受到的外力是关键.第二种,从动量的定义判定.B 选项叙述的系统,初动量为零,末动量不为零.C 选项末动量为零,而初动量不为零.E 选项和A 选项系统合力为零,动量守恒,D 选项系统在水平方向上的合外力为零,系统水平方向上的动量守恒.【答案】 ADE3.在橄榄球比赛中,一个85 kg 的前锋队员以5 m/s 的速度跑动,想穿越防守队员到底线触地得分.就在他刚要到底线时,迎面撞上了对方两名均为65 kg 的队员,一个速度为2 m/s ,另一个速度为4 m/s ,然后他们就扭在了一起,则( )A .他们碰撞后的共同速度是0.16 m/sB .碰撞后他们动量的方向仍向前C .碰撞后他们动量的方向与前锋原来的方向反向D .这名前锋能得分E .这名前锋不能得分【解析】 取前锋队员跑动的速度方向为正方向,根据动量守恒定律可得:Mv 1-mv 2-mv 3=(M +m +m )v ,代入数据得:v ≈0.16 m/s.所以碰撞后的速度仍向前,故这名前锋能得分,A 、B 、D 项正确.【答案】 ABD4.如图1所示,一个质量为0.18 kg 的垒球,以25 m/s 的水平速度飞向球棒,被球棒打击后反向水平飞回,速度大小变为45 m/s ,设球棒与垒球的作用时间为0.01 s .下列说法正确的是( )图1【导学号:18850020】A .垒球动量变化量的大小为12.6 kg·m/sB .球棒对垒球的平均作用力大小为1 260 NC .球棒对垒球的平均作用力大小为360 ND .球棒对垒球做的功为126 JE .球棒对垒球做的功为36 J【解析】 设球棒对垒球的平均作用力为F ,由动量定理得F ·t =m (v 1-v 0)=Δp ,取v 1=45 m/s ,则v 0=-25 m/s ,代入上式,得Δp =12.6 kg·m/s,F =1 260 N ,由动能定理得W =12mv 21-12mv 20=126 J ,选项A 、B 、D 均正确. 【答案】 ABD5.如图2所示,在光滑水平面上质量分别为m A =2 kg 、m B =4 kg ,速率分别为v A =5 m/s 、v B =2 m/s 的A 、B 两小球沿同一直线相向运动并发生对心碰撞,则( )图2A .它们碰撞后的总动量是18 kg·m/s,方向水平向右B .它们碰撞后的总动量是2 kg·m/s,方向水平向右C .它们碰撞后B 小球向右运动D .它们碰撞后B 小球可能向左运动E .它们碰撞后A 小球的速度可能为零【解析】 根据动量守恒,设向右为正,碰后它们的总动量p ′=p =m A v A +m B v B =2×5 kg·m/s-4×2 kg·m/s=2 kg·m/s,故A 错、B 对;因总动量向右,所以碰后B 球一定向右运动,C 对、D 错,但碰后小球A 的速度大小和方向不能确定,故E 正确.【答案】 BCE6.质量为m 的人站在质量为M 的小车上,小车静止在水平地面上,车与地面摩擦不计.当人从小车左端走到右端时, 下列说法正确的是( )A .人在车上行走的平均速度越大,则车在地面上运动的平均速度也越大B .人在车上行走的平均速度越大,则车在地面上移动的距离也越大C .不管人以什么样的平均速度行走,车在地面上移动的距离相同D .人在车上行走时,若人相对车突然停止,则车也立刻停止E .人相对地面的位移一定比车在地面上的位移大【解析】 当人从小车左端走到右端时,由动量守恒定律,人在车上行走的平均速度越大,则车在地面上运动的平均速度也越大,但是车在地面上移动的距离只与人在车上移动的位移有关,与人的平均速度无关,选项A 、C 正确,B 错误.人在车上行走时,若人相对车突然停止,由动量守恒定律,则车也立刻停止,选项D 正确;由ms 人=Ms 车可知,若m >M 则s 人<s 车,故E 错误.【答案】 ACD二、非选择题(本题共5小题,共64分,按题目要求作答)7.(6分)质量为M 的木块在光滑的水平面上以速度v 1向右运动,质量为m 的子弹以速度v 2向左射入木块并停留在木块中,要使木块停下来,发射子弹的数目是________.【解析】 设需发射n 颗子弹,对整个过程由动量守恒定律可得:Mv 1-nmv 2=0,所以n =Mv 1mv 2. 【答案】 Mv 1mv 28.(10分)(2014·全国卷Ⅱ)现利用图(甲)所示的装置验证动量守恒定律.在图3(甲)中,气垫导轨上有A 、B 两个滑块,滑块A 右侧带有一弹簧片,左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连;滑块B 左侧也带有一弹簧片,上面固定一遮光片,光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间.实验测得滑块A 的质量m 1=0.310 kg ,滑块B 的质量m 2=0.108 kg ,遮光片的宽度d =1.00 cm ;打点计时器所用交流电的频率f =50.0 Hz.将光电门固定在滑块B 的右侧,启动打点计时器,给滑块A 一向右的初速度,使它与B相碰.碰后光电计时器显示的时间为Δt B =3.500 ms ,碰撞前后打出的纸带如图(乙)所示.若实验允许的相对误差绝对值⎝ ⎛⎭⎪⎫⎪⎪⎪⎪⎪⎪碰撞前后总动量之差碰前总动量×100%最大为5%,本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律?写出运算过程.甲乙图3【解析】 按定义,滑块运动的瞬时速度大小v 为v =Δs Δt① 式中Δs 为滑块在很短时间Δt 内走过的路程.设纸带上打出相邻两点的时间间隔为Δt A ,则Δt A =1f=0.02 s ② Δt A 可视为很短.设滑块A 在碰撞前、后瞬时速度大小分别为v 0、v 1.将②式和图给实验数据代入①式得v 0=2.00 m/s ③v 1=0.970 m/s ④设滑块B 在碰撞后的速度大小为v 2,由①式有v 2=d Δt B⑤ 代入题给实验数据得v 2=2.86 m/s ⑥设两滑块在碰撞前、后的总动量分别为p 和p ′,则p =m 1v 0⑦p ′=m 1v 1+m 2v 2⑧两滑块在碰撞前后总动量相对误差的绝对值为δp =⎪⎪⎪⎪⎪⎪p -p ′p ×100%⑨ 联立③④⑥⑦⑧⑨式并代入有关数据,得δp =1.7%<5%⑩因此,本实验在允许的误差范围内验证了动量守恒定律.【答案】见解析9.(14分)如图4甲所示,物块A、B的质量分别是m1=4.0 kg和m2=6.0 kg,用轻弹簧相连接放在光滑的水平面上,物块B左侧与竖直墙相接触.另有一个物块C从t=0时刻起以一定的速度向左运动,在t=5.0 s时刻与物块A相碰,碰后立即与A粘在一起不再分开,物块C的vt图象如图乙所示.试求:【导学号:18850021】(1)物块C的质量m3;(2)在5.0 s到15 s的时间内物块A的动量变化的大小和方向.图4【解析】(1)根据图象可知,物块C与物块A相碰前的速度为v1=6 m/s相碰后的速度为:v2=2 m/s根据动量守恒定律得:m3v1=(m1+m3)v2解得:m3=2.0 kg.(2)规定向左的方向为正方向,在第5.0 s和第15 s物块A的速度分别为:v2=2 m/s,v3=-2 m/s所以物块A的动量变化为:Δp=m1(v3-v2)=-16 kg·m/s即在5.0 s到15 s的时间内物块A动量变化的大小为:16 kg·m/s,方向向右.【答案】(1)2.0 kg (2)16 kg·m/s,方向向右10.(16分)如图5所示,水平地面上静止放置一辆小车A,质量m A=4 kg,上表面光滑,小车与地面间的摩擦力极小,可以忽略不计.可视为质点的物块B置于A的最右端,B的质量m B=2 kg.现对A施加一个水平向右的恒力F=10 N,A运动一段时间后,小车左端固定的挡板与B发生碰撞,碰撞时间极短,碰后A、B粘合在一起,共同在F的作用下继续运动,碰撞后经时间t=0.6 s,二者的速度达到v t=2 m/s.求:图5(1)A开始运动时加速度a的大小;(2)A、B碰撞后瞬间的共同速度v的大小;(3)A 的上表面长度l .【解析】 (1)以A 为研究对象,由牛顿第二定律有F =m A a ①代入数据解得a =2.5 m/s 2.②(2)对A 、B 碰撞后共同运动t =0.6 s 的过程,由动量定理得Ft =(m A +m B )v t -(m A +m B )v ③代入数据解得v =1 m/s.④(3)设A 、B 发生碰撞前,A 的速度为v A ,对A 、B 发生碰撞的过程,由动量守恒定律有 m A v A =(m A +m B )v ⑤A 从开始运动到与B 发生碰撞前,由动能定理有Fl =12m A v 2A ⑥由④⑤⑥式,代入数据解得 l =0.45 m.【答案】 (1)2.5 m/s 2(2)1 m/s (3)0.45 m11.(18分)如图6所示,甲车质量m 1=20 kg ,车上有质量M =50 kg 的人,甲车(连同车上的人)从足够长的斜坡上高h =0.45 m 处由静止滑下,到水平面上后继续向前滑动.此时质量m 2=50 kg 的乙车正以v 0=1.8 m/s 的速度迎面滑来,为了避免两车相撞,当两车相距适当距离时,人从甲车跳到乙车上,求人跳出甲车的水平速度(相对地面)应在什么范围以内?(不计地面和斜坡的摩擦,g 取10 m/s 2.)图6【导学号:18850022】【解析】 甲系统从高h 处滑下,不计摩擦,滑到底端时的速度为v ,根据机械能守恒定律得:(m 1+M )gh =12(m 1+M )v 2 得:v =2gh =3 m/s当甲、乙靠近时,为了避免相撞,人从甲车上跳到乙车上,若作用后甲、乙两车的速度相同,则人跳出的速度最小,由动量守恒列式,并规定向右为正方向,甲与人:(m 1+M )v =Mv min +m 1v ′,乙与人:Mv min-m2v0=(M+m2)v′解上述方程可得v min=3.8 m/s.若人跳出甲车后,甲车反向速度大小为v甲,人跳到乙车后与乙车的共同速度为v乙,当v甲>v乙时甲车爬上斜面再返回,仍能和乙车相撞,要不相撞,必须v乙≥v甲,当v甲=v乙时,人跳出的速度最大,设为v max.甲与人:(m1+M)v=Mv max-m1v甲,乙与人:Mv max-m2v0=(M+m2)v乙,把v甲=v乙代入解得:v max=4.8 m/s所以人跳出甲车的水平速度范围是3.8~4.8 m/s.【答案】 3.8~4.8 m/s。
高中物理 第1章 动量守恒研究章末检测 鲁科版选修35

第1章 动量守恒研究章末检测(时间:90分钟 满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分.其中1~6题为单项选择题,7~10题为多项选择题)1.下列对几种物理现象的解释中,正确的是( )A .砸钉子时不用橡皮锤,只是因为橡皮锤太轻B .跳高时在沙坑里填沙,是为了减小冲量C .在推车时推不动是因为推力的冲量为零D .动量相同的两个物体受到相同的制动力的作用,两个物体将同时停下来答案 D解析 砸钉子时不用橡皮锤,一是因为橡皮锤太轻,动量改变量小,二是因为缓冲时间长,从而导致作用力小,故A 错误;跳高时在沙坑里填沙,是为了增大力的作用时间,从而减小作用力,故B 错误;推车时推不动,是由于合力的冲量为零,但推力的冲量不为零,故C 错误;由动量定理知,动量相同的两个物体受到相同的制动力,将同时停下来,故D 正确.2.如图1,两滑块A 、B 在光滑水平面上沿同一直线相向运动,滑块A 的质量为m ,速度大小为2v 0,方向向右,滑块B 的质量为2m ,速度大小为v 0,方向向左,两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是( )图1A .A 和B 都向左运动B .A 和B 都向右运动C .A 静止,B 向右运动D .A 向左运动,B 向右运动答案 D解析 选向右的方向为正方向,根据动量守恒定律得2mv 0-2mv 0=mv A +2mv B =0,选项A 、B 、C 都不满足此式,只有选项D 满足此式,所以D 项正确,A 、B 、C 项错误.3.动量相等的甲、乙两车,刹车后沿两条水平路面滑行.若两车质量之比m 甲m 乙=12,路面对两车的阻力相同,则两车的滑行时间之比为( )A .1∶1B .1∶2C .2∶1D .1∶4答案 A 解析 两车滑行时水平方向仅受阻力f 的作用,在这个力作用下使物体的动量发生变化.当规定以车行方向为正方向后,由动量定理得:-ft =0-p ,所以两车滑行时间:t =pf,当p 、f 相同时,滑行时间t 相同.故A 对.4.高空“蹦极”是勇敢者的游戏.蹦极运动员将弹性长绳(质量忽略不计)的一端系在双脚上,另一端固定在高处的跳台上,运动员无初速地从跳台上落下.若不计空气阻力,则( )图2A .弹性绳开始伸直时,运动员的速度最大B .从弹性绳开始伸直到最低点的过程中,运动员的重力势能与弹性绳的弹性势能之和不断增大C .整个下落过程中,重力对运动员的冲量与弹性绳弹力对运动员的冲量相同D .整个下落过程中,重力对运动员所做的功等于运动员克服弹性绳弹力所做的功 答案 D解析 由题意知,运动员的加速度等于零时速度最大,即当弹性绳弹力等于重力时,速度最大,所以A 错误;运动员在运动的过程中,重力势能、动能、弹性势能三者之和保持不变,从弹性绳开始伸直到最低点的过程中,动能先增大后减小,故运动员的重力势能与弹性绳的弹性势能之和先减小后增大,所以B 错误;根据动量定理知I G +I F =0,故重力对运动员的冲量与弹性绳弹力对运动员的冲量不相同,一正一负,所以C 错误;根据能量守恒可知整个下落过程中,减少的重力势能全部转化为弹性势能,所以D 正确. 5.如图3所示,在光滑水平面上有一质量为M 的木块,木块与轻弹簧水平相连,弹簧的另一端连在竖直墙上,木块处于静止状态.一质量为m 的子弹以水平速度v 0击中木块,并嵌在其中,木块压缩弹簧后在水平面上做往复运动.木块自被子弹击中前到第一次回到原来位置的过程中,木块受到的合外力的冲量大小为( )图3A.Mmv 0M +m B .2Mv 0C.2Mmv 0M +mD .2mv 0答案 A 解析 子弹射入木块的时间极短,根据动量守恒定律mv 0=(M +m )v ,解得v =mv 0M +m,第一次回到原来位置的速度等于子弹击中木块后瞬间的速度.根据动量定理,合外力的冲量I =Mv =Mmv 0M +m,故A 正确. 6.如图4,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( )图4A .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∶10答案 A解析 A 、B 发生碰撞,由动量守恒定律得:Δp A =-Δp B ,由于碰后A 球的动量增量为负值,所以右边不可能是A 球,若右边是A 球,则动量的增量应是正值;因此碰后A 球的动量是2 kg·m/s,碰后B 球的动量增加为10 kg·m/s,由于两球的质量关系m B =2m A ,所以碰后A 、B 两球速度大小之比2∶5.故选A.7.一只小球沿光滑水平面运动,垂直于墙面撞到竖直墙上.小球撞墙前后的动量变化量为Δp ,动能变化量为ΔE .关于Δp 和ΔE ,下列说法正确的是( )A .若Δp 最大,则ΔE 也最大B .若Δp 最大,则ΔE 一定最小C .若Δp 最小,则ΔE 也最小D .若Δp 最小,则ΔE 一定最大答案 BD解析 当小球原速率返回时,Δp 最大,而ΔE =0,选项B 正确,A 错误;当小球撞墙后速度减为零时,Δp 最小,而ΔE 最大,选项D 正确,C 错误.8.如图5甲所示,在光滑水平面上的两小球发生正碰,小球的质量分别为m 1和m 2.图乙为它们碰撞前后的s -t (位移-时间)图象.已知m 1=0.1 kg.由此可以判断( )图5A .碰前m 2静止,m 1向右运动B .碰后m 2和m 1都向右运动C .m 2=0.3 kgD .碰撞过程中系统损失了0.4 J 的机械能答案 AC解析 分析题图乙可知,碰前:m 2小球处在s =8 m 的位置静止,m 1小球的速度v 1=82 m/s =4 m/s ,方向向右;碰后:v 1′=0-86-2 m/s =-2 m/s ,v 2′=16-86-2m/s =2 m/s ,碰撞过程中动量守恒:m 1v 1=m 1v 1′+m 2v 2′得:m 2=0.3 kg ,碰撞过程损失的机械能:ΔE k =12m 1v 21-⎝ ⎛⎭⎪⎫12m 1v 1′2+12m 2v 2′2=0,故应选A 、C. 9.如图6所示,木块A 的右侧为光滑曲面,曲面下端极薄,其质量M A =2 kg ,原来静止在光滑的水平面上.质量m B =2.0 kg 的小球B 以v =2 m/s 的速度从右向左做匀速直线运动中与木块A 发生相互作用,则B 球沿木块A 的曲面向上运动中可上升的最大高度是(设B 球不能飞出去)( )图6A .0.40 mB .0.20 mC .0.10 mD .0.5 m答案 C解析 A 、B 组成的系统在水平方向动量守恒,以B 的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:m B v =(m A +m B )v ′,由机械能守恒定律得:12m B v 2=12(m A +m B )v ′2+m B gh ,联立并代入数据得:h =0.10 m ,故C 正确.10.古时有“守株待兔”的寓言.假设兔子质量约为2 kg ,以15 m/s 的速度奔跑,撞树后反弹的速度为1 m/s ,取兔子初速度方向为正方向,则( )A.兔子撞树前的动量大小为30 kg·m/sB.兔子撞树过程中的动量变化量为32 kg·m/sC.兔子撞树过程中的动量变化的方向与兔子撞树前的速度方向相同D.兔子受到撞击力的冲量大小为32 N·s答案AD解析由题意可知,兔子的初速度v0=15 m/s,则兔子撞树前的动量大小为p1=mv1=2 kg×15 m/s=30 kg·m/s,选项A正确;末速度为v2=-1 m/s,末动量p2=mv2=2 kg×(-1 m/s)=-2 kg·m/s,兔子撞树过程中的动量变化量为Δp=p2-p1=-2 kg·m/s-30 kg·m/s =-32 kg·m/s,兔子撞树过程中的动量变化量的大小为32 kg·m/s,选项B错误;兔子撞树过程中的动量变化量为负值,说明兔子撞树过程中的动量变化量的方向与兔子撞树前的速度方向相反,选项C错误;由动量定理可知兔子受到撞击力的冲量为I=mv2-mv1=[2×(-1)-2×15] N·s=-32 N·s,兔子受到撞击力的冲量大小为32 N·s,选项D正确.二、实验题(本题共2小题,共20分)11.(10分)一同学设计了下面探究动量守恒的方案:在一块短木板上钉两条剖成两半的铅笔(除去笔芯)作为滑槽.把一条轻竹片弯成“∩”形,中间用细线拴住成为竹弓,将它置于短板上的滑槽里,紧挨竹弓两端各放置一个小球,如图7所示.图7实验时,把这套装置放在桌子的一角上.在木板两头的地上各铺放一张白纸并盖上复写纸.用火柴烧断细线,竹弓立即将两小球弹出,小球落在复写纸上,在白纸上打出两个印痕.(1)需要测量的量是________.A.两小球的质量m1、m2及抛出的射程x1、x2B.球抛出的高度hC.球下落的时间tD.细线的长度L(2)若等式________[用(1)中的相关字母符号表示]成立,则表明系统动量守恒.答案(1)A (2)m1x1=m2x2解析(1)在探究动量守恒定律的实验中应测两小球的质量和作用前后的速度.已知两小球初速度为0,竹弓弹开后两球都做平抛运动,下落的高度相同,所以两小球在空中飞行的时间相同,而水平射程x=vt,即x∝v,所以可以用水平射程代表速度,A正确.(2)若0=m 1x 1-m 2x 2,即m 1x 1=m 2x 2成立,则表明两小球和竹弓组成的系统动量守恒.12.(10分)某同学利用打点计时器和气垫导轨做“探究动量是否守恒”的实验,气垫导轨装置如图8甲所示,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成.在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔,向导轨空腔内不断通入压缩空气,压缩空气会从小孔中喷出,使滑块稳定地漂浮在导轨上,如图乙所示,这样就大大减小因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差.(1)下面是实验的主要步骤:图8①安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;②向气垫导轨中通入压缩空气;③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧,将纸带穿过打点计时器越过弹射架并固定在滑块1的左端,调节打点计时器的高度,直至滑块拖着纸带移动时,纸带始终在水平方向;④滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳;⑤把滑块2放在气垫导轨的中间;⑥先________,然后________,让滑块带动纸带一起运动;⑦取下纸带,重复步骤④⑤⑥,选出较理想的纸带如图9所示;图9⑧测得滑块1(包括撞针)的质量为310 g ,滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g .试完善实验步骤⑥的内容.(2)已知打点计时器每隔0.02 s 打一个点,计算可知,两滑块相互作用前动量之和为________kg·m/s;两滑块相互作用以后动量之和为________kg·m/s(保留三位有效数字).(3)试说明(2)问中两结果不完全相等的主要原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 答案 (1)接通打点计时器的电源 放开滑块1(2)0.620 0.618(3)纸带与打点计时器的限位孔有摩擦解析 作用前滑块1的速度v 1=0.20.1m/s =2 m/s ,其动量为0.310 kg×2 m/s=0.620 kg·m/s,作用后滑块1和滑块2具有相同的速度v =0.1680.14m/s =1.2 m/s , 其动量之和为(0.310 kg +0.205 kg)×1.2 m/s=0.618 kg·m/s.三、计算题(本题共3小题,共40分)13.(12分)如图10所示,一辆质量为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 =1 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 =6 J ,小球与小车右壁距离为L ,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:图10(1)小球脱离弹簧时小球和小车各自的速度大小;(2)在整个过程中,小车移动的距离.答案 (1)3 m/s 1 m/s (2)L4解析 设小球脱离弹簧时小球和小车各自的速度大小分别为v 1、v 2时,则 mv 1-Mv 2=012mv 21+12Mv 22=E p 解得:v 1=3 m/s ,v 2=1 m/s.(2)设小车移动x 2距离,小球移动x 1距离m x 1t =M x 2tx 1+x 2=L解得:x 2=L4. 14.(14分)如图11所示,水平地面上静止放置一辆小车A ,质量m A =4 kg ,上表面光滑,小车与地面间的摩擦力极小,可以忽略不计.可视为质点的物块B 置于A 的最右端,B 的质量m B =2 kg.现对A 施加一个水平向右的恒力 F =10 N ,A 运动一段时间后,小车左端固定的挡板与B 发生碰撞,碰撞时间极短,碰后A 、B 粘合在一起,共同在F 的作用下继续运动,碰撞后经时间t =0.6 s ,二者的速度达到v t =2 m/s.求:图11(1)A 开始运动时加速度a 的大小;(2)A 、B 碰撞后瞬间的共同速度v 的大小;(3)A 的上表面长度l .答案 (1)2.5 m/s 2(2)1 m/s (3)0.45 m解析 (1)以A 为研究对象,由牛顿第二定律有 F =m A a ①代入数据解得a =2.5 m/s 2②(2)对A 、B 碰撞后共同运动t =0.6 s 的过程,由动量定理得Ft =(m A +m B )v t -(m A +m B )v ③ 代入数据解得v =1 m/s ④(3)设A 、B 发生碰撞前,A 的速度为v A ,对A 、B 发生碰撞的过程,由动量守恒定律有m A v A =(m A +m B )v ⑤ A 从开始运动到与B 发生碰撞前,由动能定理得Fl =12m A v 2A ⑥由④⑤⑥式,代入数据解得l =0.45 m.15.(14分)在如图12所示的光滑水平面上,小明站在静止的小车上用力向右推静止的木箱,木箱离开手以大小为5 m/s 的速度向右匀速运动,运动一段时间后与竖直墙壁发生弹性碰撞,反弹回来后被小明接住.已知木箱的质量为30 kg ,人与车的质量为50 kg ,求:图12(1)推出木箱后小明和小车一起运动的速度大小;(2)小明接住木箱后三者一起运动,在接木箱过程中系统损失的能量.答案 (1)3.75 m/s (2)37.5 J解析 (1)小明在推木箱的过程中,小明、车和木箱组成的系统动量守恒,由动量守恒定律可得:Mv 1=mv 2代入数据可得:v 1=3 m/s.(2)小明在接木箱的过程中动量守恒,由动量守恒定律可得:Mv 1+mv 2=(M +m )v 3代入数据可得:v 3=3.75 m/s故损失的能量:ΔE =12Mv 21+12mv 22-12(M +m )v 23 代入数据可得:ΔE =37.5 J.。
学年鲁科版高中物理选修35第1章动量守恒研究单元测试

学年鲁科版高中物理选修35第1章动量守恒研究单元测试一、单项选择题1.人从高处跳到低处时,为了平安,普通都是让脚尖先着地,这样做是为了〔〕A. 减小冲量B. 减小动量的变化量C. 增长与空中的冲击时间,从而减小冲力D. 增大人对空中的压强,起到平安作用2.一颗手榴弹以v0=10m/s的水平速度在空中飞行.设它爆炸后炸裂为两块,小块质量为0.2kg,沿原方向以250m/s的速度飞去,那么,质量为0.4kg的大块在爆炸后速度大小和方向是〔〕A. 125 m/s,与v0反向B. 110 m/s,与v0反向C. 240 m/s,与v0反向D. 以上答案均不正确3.从同一高度自在落下的玻璃杯,掉在水泥地上易碎,掉在软泥地上不易碎.这是由于〔〕A. 掉在水泥地上,玻璃杯的动量大B. 掉在水泥地上,玻璃杯的动质变化大C. 掉在水泥地上,玻璃杯遭到的冲量大,且与水泥地的作用时间短,因此遭到水泥地的作用力大D. 掉在水泥地上,玻璃杯遭到的冲量和掉在软泥地上一样大,但与水泥地的作用时间短,因此遭到水泥地的作用力大4.以下几种物理现象的解释中,正确的选项是〔〕A. 运发动接篮球时手臂有弯曲回收举措,其作用是减小篮球的动质变化量B. 砸钉子时不用橡皮锤,只是由于橡皮锤太轻C. 在推车时推不动是由于推力的冲量为零D. 船舷经常悬挂旧轮胎,是为了延伸作用时间,减小作用力5.一辆小车运动在润滑的水平面上,小车立柱上固定一条长为L、系有小球的水平细绳,小球由运动释放,如下图,不计一切摩擦,以下说法正确的选项是〔〕A. 小球的机械能守恒,动量不守恒B. 小球的机械能不守恒,动量也不守恒C. 球、车系统的机械能守恒,动量守恒D. 球、车系统的机械能、动量都不守恒6.质量为m的物体以速度v沿润滑水平面匀速滑行,现对物体施加一水平恒力,t秒内该力对物体所施冲量大小为3mv,那么关于t秒内的说法不正确的选项是〔〕A. t秒末物体运动速率能够为4vB. 物体位移的大小能够为C. 该力的大小为D. 该力对物体做功不能够大于7.篮球运发动通常要伸出两臂迎接传来的篮球.接球时,两臂随球迅速收缩至胸前.这样做可以〔〕A. 减小球对手的冲量B. 减小球的动质变化量C. 减小球对人的冲击力D. 减小球的能质变化量8.把一支枪水平固定在小车上,小车放在润滑的水平空中上,枪发射出子弹时,关于枪、子弹、车的以下说法中正确的选项是( )A. 枪和子弹组成的系统动量守恒B. 枪和车组成的系统动量守恒C. 只要疏忽不计子弹和枪筒之间的摩擦,枪、车和子弹组成系统的动量才近似守恒D. 枪、子弹、车组成的系统动量守恒二、多项选择题9.如下图,A、B两物体的质量比m A:m B=3:2,它们原来运动在平板车C上,A、B间有一根被紧缩了的弹簧,A、B与平板车上外表间动摩擦因数相反,空中润滑.当弹簧突然释放后,那么有〔〕A. A,B系统动量守恒B. A,B,C系统动量守恒C. 小车向左运动D. 小车向右运动10.一质量为m的物体做平抛运动,在两个不同时辰的速度大小区分为v1、v2,时间距离为△t,不计空气阻力,重力减速度为g,那么关于△t时间内发作的变化,以下说法正确的选项是〔〕A. 速度变化大小为g△t,方向竖直向下B. 动质变化量大小为△P=m〔v2﹣v1〕,方向竖直向下C. 动质变化量大小为△P=mg△t,方向竖直向下D. 动能变化为△E k= m〔v22﹣v12〕11.〔2021•海南〕如图〔a〕,一长木板运动于润滑水平桌面上,t=0时,小物块以速度滑到长木板上,图〔b〕为物块与木板运动的图像,图中t 1、、。
高中物理 第1章《动量守恒研究》单元测试10 鲁科版选修35

A B C 高中物理 第1章《动量守恒研究》单元测试10 鲁科版选修35班级____姓名______1、一个质量为0.3kg 的弹性小球,在光滑水平面上以6m/s 的速度垂直撞到墙上,碰撞后小球沿相反方向运动,反弹后的速度大小与碰撞前相同。
则碰撞前后小球速度变化量的大小为Δv 和碰撞过程中墙对小球做功的大小W 为( )A .Δv =0B .Δv =12m/sC .W =0D .W =10.8J2、如图所示,A 、B 两质量相等的物体,原来静止在平板小车C 上,A 和B 间夹一被压缩了的轻弹簧,A 、B 与平板车上表面动摩擦因数之比为3∶2,地面光滑。
当弹簧突然释放后,A 、B 相对C 滑动的过程中 ①A 、B 系统动量守恒 ②A 、B 、C 系统动量守恒③小车向左运动 ④小车向右运动以上说法中正确的是( )A .①②B .②③C .③①D .①④3、静止在湖面上的小船上分别向相反方向水平抛出两个质量相等的小球,甲球先抛出,向左;乙球后抛出,向右,两球抛出后相对于岸的速率相等,则下面说法正确的是( )A 、两球抛出后,船向右以运动,且乙球受到的冲量大些。
B 、两球抛出后,船向右以运动,且甲球受到的冲量大些。
C 、两球抛出后,船的速度为零,且甲球受到的冲量大些。
D 、两球抛出后,船的速度为零,且两球受到的冲量大小相等。
4、如图所示,在光滑水平面上,有一质量为M =3 kg 的薄板和质量为m =1 kg 的物块.都以v =4 m/s 的初速度朝相反方向运动,它们之间有摩擦,薄板足够长,当薄板的速度为2.4 m/s 时,物块的运动情况是( )A .做加速运动B .做减速运动C .做匀速运动D .以上运动都可能5、质量M =100 kg 的小船静止在水面上,船首站着质量m 甲=40 kg 的游泳者甲,船尾站着质量m 乙=60 kg 的游泳者乙,船首指向左方,若甲、乙两游泳者同时在同一水平线上甲朝左、乙朝右以3 m/s 的速率跃入水中,则( )A .小船向左运动,速率为1 m/sB .小船向左运动,速率为0.6 m/sC .小船向右运动,速率大于1 m/sD .小船仍静止6、两球A 、B 在光滑水平面上沿同一直线,同一方向运动,m A =1 kg ,m B =2 kg ,v A =6 m/s ,v B =2 m/s 。
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高中物理第1章《动量守恒研究》单元测试9 鲁科版选修
35
(满分100分时间90分钟)
一、选择题(每小题4分,共40分。
在每小题给出的四个选项中有一个或多个选项正确。
全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的或不答的得0分。
)
1.在高速公路上发生一起交通事故,一辆质量为15000 kg向南行驶的长途客车迎面撞上了一辆质量为3000 kg向北行驶的卡车,碰后两车接在一起,并向南滑行了一段距离后停止.根据测速仪的测定,长途客车碰前以20 m/s的速度行驶,由此可判断卡车碰前的行驶速率为
A.小于10 m/s
B.大于10 m/s小于20 m/s
C.大于20 m/s小于30 m/s
D.大于30 m/s小于40 m/s
2.如图所示,A、B两物体的质量比m A∶m B=3∶2,它们
原来静止在平板车C上,A、B间有一根被压缩了的弹簧,A、
B与平板车上表面间动摩擦因数相同,地面光滑.当弹簧突
然释放后,则有
A.A、B系统动量守恒B.A、B、C系统
动量守恒
C.小车向左运动D.小车向右运动
3.把一支枪水平固定在小车上,小车放在光滑的水平面上,枪发射出一颗子弹时,关于枪、弹、车,下列说法正确的是
A.枪和弹组成的系统,动量守恒
B.枪和车组成的系统,动量守恒
C.三者组成的系统,因为枪弹和枪筒之间的摩擦力很小,使系统的动量变化很小,可以忽略不计,故系统动量近似守恒
D.三者组成的系统,动量守恒,因为系统只受重力和地面支持力这两个外力作用,这两个外力的合力为零
4.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
p乙′=10 kg·m/s,则关于甲乙= 7 kg·m/s,甲追乙并发生碰撞,碰后乙球的动量变为
球动量的大小和方向判断正确的是
A.p甲′=2kg·m/s,方向与原来方向相反
B.p甲′=2kg·m/s,方向与原来方向相同
C.p甲′=4 kg·m/s,方向与原来方向相反
D.p甲′=4 kg·m/s,方向与原来方向相同
5.如图所示,三辆相同的平板小车a、b、c成一直线排列,静止在光滑水平地面上,c 车上一个小孩跳到b车上,接着又立即从b车跳到a车上,小孩跳离c车和b车时对地的水平速度相同,他跳到a车上没有走动便相对a车保持静止,此后
A.a、c两车的运动速率相等
B.a、b两车的运动速率相等
C.三辆车的运动速率关系为v c>v a>v b
D.a、c 两车的运动方向一定相反
6.篮球运动员接传来的篮球时,通常要先伸出两臂迎接,手接触到球后,两臂随球迅速引至胸前.这样做可以
A .减小球对手的冲量
B .减小球的动量变化率
C .减小球的动量变化量
D .减小球的动能变化量
7.玻璃茶杯从同一高度掉下,落在水泥地上易碎,落在海锦垫上不易碎,这是因为茶杯与水泥地撞击过程中
A .茶杯动量较大
B .茶杯动量变化较大
C .茶杯所受冲量较大
D .茶杯动量变化率较大
8.质量为m的钢球自高处落下,以速率v1碰地,竖直向上弹回,碰撞时间极短,离地的速率为v2.在碰撞过程中,钢球受到的冲量的方向和大小为
A.向下,m(v1-v2) B.向下,m(v1+v2)
C.向上,m(v1-v2) D.向上,m(v1+v2)
9.质量为5 kg的物体,原来以v=5 m/s的速度做匀速直线运动,现受到跟运动方向相同的冲量15 N·s的作用,历时4 s ,物体的动量大小变为
A.80 kg·m/s B.160 kg·m/s
C.40 kg·m/s D.10 kg·m/s
10.一物体竖直向上抛出,从开始抛出到落回抛出点所经历的时间是t,上升的最大高度是H,所受空气阻力大小恒为F,则在时间t 内
A .物体受重力的冲量为零
B .在上升过程中空气阻力对物体的冲量比下降过程中的冲量小
C .物体动量的增量大于抛出时的动量
D.物体机械能的减小量等于FH
二、填空题(每小题6分,共30分。
把正确答案填在题中的横线上)
11.甲乙两船自身质量为120 kg,都静止在静水中,当一个质量为30 kg的小孩以相对于地面6 m/s的水平速度从甲船跳上乙船时,不
计阻力,甲、乙两船速度大小之比:v甲∶v乙
=_______.
12.如图所示,甲、乙两辆完全一样的小车,
质量都为M,乙车内用绳吊一质量为0.5 M的小球,
当乙车静止时,甲车以速度v与乙车相碰,碰后连
为一体,则碰后两车的共同速度为_______.当小球摆到最高点时,速度为_______.13.质量为m=0.10 kg的小钢球以v0=10 m/s的水平速度抛出,下落h=5 m时撞击一钢板,撞后速度恰好反向,则钢板与水平面的夹角θ=_______.刚要撞击钢板时小球的动量大小为_______.(取g=10 m/s2)
14.一个物体的质量是2 kg,沿竖直方向下落,以10 m/s的速度碰到水泥地面上,随后又以8 m/s的速度被反弹回,若取竖直向上为正方向,则小球与地面相碰前的动量是_______kg·m/s,相碰后的动量是_______kg·m/s,小球的动量变化是_______kg·m/s .15.两个质量相同的小球A、B,中间用轻弹簧相连,
放在光滑的水平面上,A球挨着左墙壁,如图所示.若用水
平向左的短时冲量I作用于B球,B球将弹簧压缩,弹簧的
最大弹性势能是4 J,当A球离开墙壁瞬间,B球的动量大
小是2 kg·m/s.则B球的质量是________;水平冲量I的
大小是________.
三、解答题(共30分)要求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
案的不能给分。
有数值计算的题,答案中应明确写出数值和单位。
16.(10分)质量为M的小船以速度v0行驶,船上有两个质量皆为m的小孩a和b,分别静止站在船头和船尾.现在小孩a沿水平方向以速率v(相对于静止水面)向前跃入水中,然后小孩b沿水平方向以同一速率v(相对于静止水面)向后跃入水中.求小孩b跃出后小船的速度.
17.(10分)如图所示,甲车的质量是2 kg,静
止在光滑水平面上,上表面光滑,右端放一个质量为
1 kg的小物体.乙车质量为4 kg,以5 m/s的速度向
左运动,与甲车碰撞以后甲车获得8 m/s的速度,物
体滑到乙车上.若乙车足够长,上表面与物体的动摩
擦因数为0.2,则物体在乙车上表面滑行多长时间相
对乙车静止?(g取10 m/s2)
18.(16分)如图所示,质量M=0.040kg的靶盒A静止在光滑水平导轨上的O点,水平轻质弹簧一端栓在固定挡板P上,另一端与靶盒A连接。
Q处有一固定的发射器B,它可以瞄准靶盒发射一颗水平速度为v0=50m/s,质量m=0.010kg的弹丸,当弹丸打入靶盒A后,便留在盒内,碰撞时间极短。
不计空气阻力。
求
弹丸进入靶盒A后,弹簧的最大弹性势能为多
少?
参考答案 1.A 2.BC 3.D
4.B 5.CD 6.B 7.D 8.D 9.C 10.BC 11.5∶4
12.52;2v v
13.45°;2kg ·m/s 小球撞击后速度恰好反向,说明撞击前速度与钢板垂直.利用这一结论可求得钢板与水平面的夹角θ=45°,利用平抛运动规律(或机械能守恒定律)可求得小球与钢板撞击前的速度大小v =2v 0=102m/s ,因此其动量的大小为p =mv =2kg ·m/s .
14.-20;16;36
15.0.5 kg ;2 N ·s 用水平向左的短时冲量I 作用于B 球后,B 球获得一定的动量,向左压缩弹簧,压缩过程中,B 球的动能转化为弹簧的弹性势能,机械能守恒.B 球速度为零时,弹簧弹性势能最大为4 J ,当A 球离开墙壁瞬间,弹簧刚好恢复原长,B 球动能为4 J ,而B 球的动量大小是2 kg ·m/s ,由动量公式p=mv 和动能公式E k =2
1mv 2,可求出B 球的质量0.5 kg ,同时可知B 球压缩弹簧前的动量大小也是2 kg ·m/s ,据动量定理,水平冲量I 的大小是2 N ·s .
16.(10分)因均是以对地(即题中相对于静止水面)的水平速度,所以先后跃入水中与同时跃入水中结果相同.
设小孩b 跃出后小船向前行驶的速度为v ,取v 0为正向,根据动量守恒定律,有 (M +2m )v 0=Mv +mv -mv
解得:v =(1+M
m 2)v 0 17.(10分)乙与甲碰撞动量守恒:
m 乙v 乙=m 乙v 乙′+m 甲v 甲′
小物体m 在乙上滑动至有共同速度v ,对小物体与乙车运用动量守恒定律得
m 乙v 乙′=(m +m 乙)v
对小物体应用牛顿第二定律得a =μg
所以t =v /μg
代入数据得t =0.4 s
18.(10分)解析:(1)弹丸进入靶盒A 后,弹丸与靶盒A 的共同速度设为v ,由系统动量守恒得
v M m mv )(0+= (3分)
靶盒A 的速度减为零时,弹簧的弹性势能最大,由系统机械能守恒得
2)(2
1v M m E P += (3分) 解得 202
)
(2v M m m E P += (2分)
代入数值得 5.2 P E J (2分)。