高二物理动量试题答案及解析

高二物理动量试题答案及解析1.质量为1kg的小球以4m/s的速度与质量为2kg的静止小球正碰，关于碰后的速度v1’和v2’，下面哪些是可能正确的A．B．C．D．【答案】AD【解析】碰撞前总动量为．碰撞前总动能为对A、碰后，，，碰撞过程动量守恒，动能不增加，故A正确；对B,由于，说明作用未结束，故B错误；对C、，碰撞过程动量不守恒，故C错误；对D、，，碰撞过程动量守恒，动能不增加，D正确；故选AD。

【考点】动量守恒定律、碰撞。

2.（8分）如图所示，在光滑的水平面上有A、B两小车，质量均为M=30kg，A车上有一质量为m=60kg的人。

A车以大小为υ=2m/s的速度正对着静止的B车冲去，A车上的人至少要以多大的水平速度（相对地）从A车跳到B车上，才能避免两车相撞？【答案】2.25m/s【解析】A车上的人以最小的水平速度υ1从A车跳到B车，A车速度方向不变有：（M+m）υ= MυA + mυ1人跳上B车，与B车具有共同速度υB ，有：mυ1=（M + m）υB两车不相撞，则：υA =υB得：υ1=2.25m/s【考点】动量守恒定律的应用.【名师】此题是动量守恒定律的应用问题；关键是正确的选取研究系统和研究过程，明确动量的正方向；注意使两车恰好不相碰的临界条件是两车的速度相等；此题难度中等，意在考查学生灵活运用物理规律解决实际问题的能力.3.如图，质量为4kg的木板放在光滑水平面上，质量为1kg的物块放在木板上，它们之间有摩擦，木板足够长，最初两者都以4m/s的初速度向相反方向运动，当木板的速度为向右2.5m/s时，物块做（）A．加速运动B．减速运动C．匀速运动D．静止不动【答案】A【解析】分析物体的运动情况：初态时，系统的总动量方向水平向左，两个物体开始均做匀减速运动，m的速度先减至零，根据动量守恒定律求出此时M的速度．之后，m向左做匀加速运动，M继续向左做匀减速运动，最后两者一起向左匀速运动．根据动量守恒定律求出薄板的速度大小为2.4m/s时，物块的速度，并分析m的运动情况．解：开始阶段，m向左减速，M向右减速，根据系统的动量守恒定律得：当m的速度为零时，设此时M的速度为v1．根据动量守恒定律得（M﹣m）v=Mv1代入解得v1=23m/s．此后m将向右加速，M继续向右减速；当两者速度达到相同时，设共同速度为v2．由动量守恒定律得（M﹣m）v=（M+m）v2，代入解得v2=2.4m/s．两者相对静止后，一起向左匀速直线运动．由此可知当M的速度为2.5m/s时，m处于向左加速过程中．故选A．【点评】本题考查应用系统的动量守恒定律分析物体运动情况的能力，这是分析物体运动情况的一种方法，用得较少，但要学会，比牛顿定律分析物体运动情况简单．4.如图所示，竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切，小滑块A和B分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点．现将A无初速度释放，A与B碰撞后结合为一个整体，并沿桌面滑动．已知圆弧轨道光滑，半径R=0.2m；A和B的质量相等；A和B整体与桌面之间的动摩擦因数μ=0.2．取重力加速度g=10m/s2．求：（1）碰撞前瞬间A的速率v；（2）碰撞后瞬间A和B整体的速率v′；（3）A和B整体在桌面上滑动的距离L．【答案】（1）碰撞前瞬间A的速率为2m/s；（2）碰撞后瞬间A和B整体的速率为1m/s；（3）A和B整体在桌面上滑动的距离为0.25m．【解析】（1）A到B的过程中，只有重力做功，机械能守恒，根据机械能守恒定律求出碰撞前A 的速度．（2）A、B碰撞的过程中动量守恒，根据动量守恒定律求出碰撞后整体的速率．（3）对AB整体运用动能定理，求出AB整体在桌面上滑动的距离．解：（1）滑块从圆弧最高点滑到最低点的过程中，根据机械能守恒定律，有：得：=2m/s．（2）滑块A与B碰撞，轨道向右为正方向，根据动量守恒定律，有：mA vA=（mA+mB）v'得：．（3）滑块A与B粘在一起滑行，根据动能定理，有：又因为：f=μN=μ（mA +mB）g代入数据联立解得：l=0.25m．答：（1）碰撞前瞬间A的速率为2m/s；（2）碰撞后瞬间A和B整体的速率为1m/s；（3）A和B整体在桌面上滑动的距离为0.25m．【点评】本题考查了机械能守恒、动量守恒、动能定理的综合，难度中等，知道机械能守恒和动量守恒的条件，关键是合理地选择研究对象和过程，选择合适的规律进行求解．5.下列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】解：A 、砸钉子时不用橡皮锤，是由于橡皮锤有弹性，作用时间长，根据动量定理Ft=△P ，产生的力小，故A 错误；B 、跳高时在沙坑里填沙，根据动量定理Ft=△P ，是为了增加作用时间，减小了作用力，冲量等于动量的变化，是恒定的，故错误；C 、在推车时推不动是因为推力小于最大静摩擦力，推力的冲量Ft 不为零，故C 错误；D 、动量相同的两个物体受到相同的制动力的作用，根据动量定理Ft=△P ，两个物体将同时停下来，故D 正确； 故选：D ．【点评】本题关键根据动量定律列式分析，动量定理反映了力对时间的累积效应对物体动量的影响．6. 如图所示，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（ ）A ．B ．2Mv 0C ．D ．2mv 0【答案】A【解析】解：由于子弹射入木块的时间极短，在瞬间动量守恒，根据动量守恒定律得，mv 0=（M+m ）v ，解得v=．根据动量定理，合外力的冲量I=．故A 正确，B 、C 、D 错误．故选A ．【点评】本题综合考查了动量守恒定律、动量定理、能量守恒定律，综合性较强，对提升学生的能力有着很好的作用．7. 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为P 甲=5kg m/s ，P 乙=7kg m/s ，甲追上乙并发生碰撞，碰后乙球的动量变为P 乙，=10kg m/s ，则两球质量的关系可能是 A ．m 甲=m 乙 B ．m 乙=2m 甲 C ．m 乙=4m 甲 D ．m 乙=6m 甲【答案】C【解析】由动量守恒定律得P 甲+P 乙=P 甲′+P 乙′，解得：P 甲′=2kg•m/s ，碰撞动能不增加， 所以解得；直线碰后甲的速度一定不会大于乙解得：；解得：，故只有C 正确．【考点】动量守恒定律的应用【名师】对于碰撞过程，往往根据三大规律，分析两个质量的范围：1、动量守恒；2、总动能不增加；3、碰撞后两物体同向运动时，后面物体的速度不大于前面物体的速度。

8. 在光滑的水平面上，质量为的小球A 以速度向右运动。

在小球A 的前方O 点有一质量为的小球B 处于静止状态，如图所示，小球A 与小球B 发生正碰后小球A ．B 均向右运动。

小球B 被在Q 点处的墙壁弹回后与小球A 在P 点相遇，PQ=1．5PO 。

假设小球间的碰撞以及小球与墙壁之间的碰撞都是弹性碰撞，求两小球质量之比【答案】2【解析】从两小球碰撞后到它们再次相遇，小球A和小球B的速度大小保持不变，设两小球通过的路程分别为．由，得：，两小球碰撞过程有：，解得：．【考点】考查了动量守恒定律的应用【名师】解答本题的突破口是根据碰后路程关系求出碰后的速度大小之比，本题很好的将直线运动问题与动量守恒和功能关系联系起来，比较全面的考查了基础知识9.如图所示，一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小铁块，在木板右方有一档板，长木板右端距离挡板为4．5m，给小铁块与木板一共同初速度v=5m/s二者将一起向右运动，直至木板与档板碰撞（碰撞时间极短）．碰撞前后木板速度大小不变，方向相反．已知运动过程中小铁块始终未离开木板，已知长木板与地面的摩擦因数μ1=0．1，小铁块与木板间的动摩擦因数为μ2=0．4，小铁块的质量是m=1kg，木板质量是M=5kg，重力加速度大小g取10m/s2．求（1）木板与挡板碰前瞬间的速度（2）木板与档板第一次碰撞后，木板的加速度a1和小铁块的加速度a2各为多大（3）木板至少有多长．【答案】（1）4m/s（2）2m/s2，4m/s2（3）5．3m【解析】（1）设铁块和木板一起向右做匀减速运动的加速度为a，根据牛顿第二定律得：μ1（M+m）g=（M+m）a，代入数据解得：a=1m/s2，根据匀减速运动公式：v2﹣v2=2ax得：v=4m/s（2）碰撞后木板向左匀减速运动，m向右匀减速运动运动，对木板：μ1（M+m）g+μ2mg=Ma1，代入数据解得：a1=2m/s2，对小铁块：μ2mg=ma2，代入数据解得：a2=4m/s2，（3）碰撞后木板向左匀减速运动运动，m向右匀减速运动运动，当二者速度相等时铁块位移木板右端即可，设经过t二者速度相等，则有：v﹣a1t=﹣v+a2t代入数据解得：M向左的位移为：m向右的位移为：因此木板的长度为：【考点】牛顿第二定律的综合应用【名师】本题考查牛顿第二定律及运动学公式的应用，涉及两个物体多个过程，所以要认真分析每一个物理过程及各个物理过程之间的关联关系，并注意临界态的分析；题目中问题较多，但只要认真分析，一步步进行解析，是完全可以求解的。

10.如图所示，在水平光滑地面上有A、B两个木块，A、B之间用一轻弹簧连接．A靠在墙壁上，用力F向左推B使两木块之间弹簧压缩并处于静止状态．若突然撤去力F，则下列说法中正确的是（）A．木块A离开墙壁前，A、B和弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒B．木块A离开墙壁后，A、B和弹簧组成的系统动量不守恒，但机械能守恒C．木块A离开墙壁前，A、B和弹簧组成的系统动量不守恒，但机械能守恒D．木块A离开墙壁后，A、B和弹簧组成的系统动量不守恒，机械能不守恒【答案】C【解析】A、撤去F后，木块A离开竖直墙前，竖直方向两物体所受的重力与水平面的支持力平衡，合力为零；而墙对A有向右的弹力，所以系统的合外力不为零，系统的动量不守恒．这个过程中，只有弹簧的弹力对B做功，系统的机械能守恒．故A错误，C正确；B、A离开竖直墙后，系统水平方向不受外力，竖直方向外力平衡，所以系统所受的合外力为零，系统的动量守恒，只有弹簧的弹力做功，系统机械能也守恒，故BD错误．故选：C11.如图，在水平地面上有物块甲和乙，它们的质量分别为2m、m，甲物块底面比较光滑，不计甲与地面间摩擦，乙底面比较粗糙与地面间有摩擦。