动量典型例题

1 如图所示，已知A,B之间的质量关系是m B=1.5m A，拍摄共进行了4次，第一次是在两滑块相撞之前，以后的三次是在碰撞之后，A原来处于静止状态，设A、B滑块在拍摄闪光照片的这段时间内是在10 cm至105 cm这段范围内运动（以滑块上的箭头位置为准），试根据闪光照片（闪光时间间隔为0.4s），求出：
(1)A、B两滑块碰撞前后的速度各为多少？
(2)根据闪光照片分析说明：两滑块碰撞前后，两个物体各自的质量与自己的速度的乘积之和是不是不变量？
2 气垫导轨(如图)工作时，空气从导轨表面的小孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层，使滑块不与导轨表面直接接触，大大减小了滑块运动时的阻力．为了探究碰撞中的守恒量，在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块，每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连，两个打点计时器所用电源的频率均为b.气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，并让两滑块以不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动．右下图为某次实验打出的、点迹清晰的纸带的一部分，
在纸带上以同间距的6个连续点为一段划分纸带，用刻度尺分别量出其长度s1、s2和s3.若题中各物理量的单位均为国际单位，那么，碰撞前两滑块的质量和速度大小的乘积分别为
_______ 、_______ ，碰撞前两滑块的质量和速度乘积的矢量和为；碰撞后两滑块的总质量和速度大小的乘积为________．重复上述实验，多做几次寻找碰撞中的守恒量．
3 碰撞的恢复系数的定义为，其中v10和v20分别是碰撞前两物体的速度，v1和
v2分别是碰撞后两物体的速度。

弹性碰撞的恢复系数e＝1，非弹性碰撞的e＜1。

某同学借用验证动量守恒定律的实验装置（如图所示）验证弹性碰撞的恢复系数是否为1，实验中使用半径相等的钢质小球1和2，（它们之间的碰撞可近似视为弹性碰撞），且小球1的质量大于小球2的质量。

实验步骤如下：安装好实验装置，做好测量前的准备，并记下重垂线所指的位置O。

第一步：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。

重复多次，用尽可
能小的圆把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置。

第二步：把小球2放在斜槽前端边缘处的C点，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。

重复多次，并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置。

第三步：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长
度。

上述实验中：
（1）P点是_____________的平均位置，M点是_____________的平均位置，N点是
_____________的平均位置。

（2）请写出本实验的原理
______________________________________________________________________；写出用测量量表示的恢复系数的表达式_________________________。

（3）三个落地点距O点的距离OM、OP、ON与实验所用的小球质量是否有关？
______________________________________________________________________
4 一个铁球，从静止状态由10m高处自由下落，然后陷入泥潭中，从进入泥潭到静止用去0．4s，该铁球的质量为336g，求从开始下落到进入泥潭前，重力对小球的冲量为多少?从进入泥潭到静止，泥潭对小球的冲量为多少?(保留两位小数，g取10m／s2)
5 一个竖直向上发射的火箭，除燃料外重
6 000 kg，火箭喷气速度为1 000 m/s，在开始时每秒大约要喷出多少质量的气体才能支持火箭的重量？如果要使火箭开始时有19.6 m/s2向上的加速度，则每秒要喷出多少气体？
6 2009年中国女子冰壶队首次获得了世界锦标赛冠军，这引起了人们对冰壶运动的关注。

冰壶在水平冰面上的一次滑行可简化为如下过程：如图所示，运动员将静止于O点的冰壶（视
为质点）沿直线推到A点放手，此后冰壶沿滑行，最后停于C点。

已知冰面与各冰壶间的动摩擦因数为μ，冰壶质量为m，AC＝L，＝r,重力加速度为g，
（1）求冰壶在A 点的速率；
（2）求冰壶从O点到A点的运动过程中受到的冲量大小；
（3）若将段冰面与冰壶间的动摩擦因数减小为，原只能滑到C点的冰壶能停于点，求A点与B点之间的距离。

7 图中滑块和小球的质量均为m，滑块可在水平放置的光滑固定导轨上自由滑动，小球与滑块上的悬点O由一不可伸长的轻绳相连，轻绳长为l。

开始时，轻绳处于水平拉直状态，小球和滑块均静止。

现将小球由静止释放，当小球到达最低点时，滑块刚好被一表面涂有粘住物质的固定挡板粘住，在极短的时间内速度减为零。

小球继续向左摆动，当轻绳与竖直方向的夹角θ＝60°时小球达到最高点。

求
（1）从滑块与挡板接触到速度刚好变为零的过程中，挡板阻力对滑块的冲量；
（2）小球从释放到第一次到达最低点的过程中，绳的拉力对小球做功的大小。

8 光滑水平面上放着质量为m A=1kg的物块A与质量m B=2kg的物块B，A与B均可视为质点，A靠在竖直墙壁上，A、B间夹一个被压缩的轻弹簧(弹簧与A、B均不拴接)，用手挡住B不动，此时弹簧弹性势能E P=49J。

在A、B间系一轻质细绳，细绳长度大于弹簧的自然长度，如图所示。

放手后B向右运动，绳在短暂时间内被拉断，之后B冲上与水平面相切的竖直半圆光滑轨道，其半径R=0.5m，B恰能到达最高点C。

取g=10m／s2，求
（1）绳拉断后瞬间B的速度v B的大小；
（2）绳拉断过程绳对B的冲量I的大小；
（3）绳拉断过程绳对A所做的功W。

9 某兴趣小组用如图所示的装置进行实验研究。

他们在水平桌面上固定一内径为d的圆柱形玻璃杯，杯口上放置一直径为3d/2、质量为m的匀质薄圆板，板上放一质量为2m的小物块。

板中心、物块均在杯的轴线上。

物块与板间动摩擦因数为μ，不计板与杯口之间的摩擦力，重力加速度为g，不考虑板翻转。

（1）对板施加指向圆心的水平外力F，设物块与板间最大静摩擦力为f max，若物块能在板上滑动，求F应满足的条件。

（2）如果对板施加的指向圆心的水平外力是作用时间极短的较大冲击力，冲量为I。

① I应满足什么条件才能使物块从板上掉下？
②物块从开始运动到掉下时的位移s为多少？
③根据s与I的关系式说明要使s更小，冲量应如何改变。

10 在光滑水平面上AB两小车中间有一弹簧，如图16－2－1所示，用手抓住小车并将弹簧压缩后使小车处于静止状态.将两小车及弹簧看作一个系统，下面说法正确的是（）
A.两手同时放开后，系统总动量始终为零
B.先放开左手，再放开右手后，动量不守恒
C.先放开左手，后放开右手，总动量向左
D.无论何时放手，两手放开后，在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零
11 如图所示，设车厢长为L，质量为M，静止于光滑水平面上，车厢内有一质量为m的物体以初速度v0向右运动，与车厢壁来回碰撞n次后，静止在车厢中，求这时车厢的速度。

12 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，子弹射入木块即停留在木块中，求子弹射入木块的瞬间绳子张力的大小
13 如图所示，一质量m2=0.25 kg的平顶小车，车顶右端放一质量m3=0.2 kg的小物体，小物体可视为质点，与车顶之间的动摩擦因数=0.4，小车静止在光滑的水平轨道上。

现有
一质量m1=0.05 kg的子弹以水平速度12 m／s射中小车左端，并留在车中。

子弹与车相互作用时间很短。

若使小物体不从车顶上滑落，求：
(1)小车的最小长度应为多少?最后物体与车的共同速度为多少?
(2)小木块在小车上滑行的时间。

(g取10m／s2)
14 质量为M，半径为R的光滑半圆槽静止在光滑水平面上,现将质量为m的小球放于半圆形槽的边缘上，并由静止开始释放，求小球滑到半圆形槽的最低位置时，槽移动的距离为多少？
15 如图所示，一个质量为m的玩具蛙，蹲在质量为M的小车的细杆上，小车放在光滑的水平桌面上，若车长为L，细杆高为h，且位于小车的中点，试求：当玩具蛙最小以多大的水平速度v跳出，才能落到桌面上。

16目前滑板运动受到青少年的追捧。

如图是某滑板运动员在一次表演时的一部分赛道在竖直平面内的示意图，赛道光滑，FGI 为圆弧赛道，半径 R ＝6 .5m , G为最低点并与水平赛道 BC 位于同一水平面， KA、DE 平台的高度都为 h = 18m。

B、C、F处平滑连接。

滑板a 和 b 的质量均为m， m＝ 5kg ，运动员质量为M , M＝ 45kg 。

表演开始，运动员站在滑板 b 上，先让滑板 a 从 A 点静止下滑，t1＝0.1s后再与 b 板一起从 A 点静止下滑。

滑上 BC 赛道后，运动员从 b 板跳到同方向运动的 a 板上，在空中运动的时间 t2＝0.6s。

（水平方向是匀速运动）。

运动员与 a 板一起沿CD 赛道上滑后冲出赛道，落在EF赛道的P 点，沿赛道滑行，经过G点时，运动员受到的支持力 N = 742.5N。

（滑板和运动员的所有运动都在同一竖直平面内，计算时滑板和运动员都看作质点，取 g＝ 10m/s）
（1）滑到G点时，运动员的速度是多大？
（2）运动员跳上滑板 a 后，在 BC 赛道上与滑板 a 共同运动的速度是多大？
（3）从表演开始到运动员滑至 I 的过程中，系统的机械能改变了多少？。