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文档简介
1、动量守恒定律及答案选择题(共32小题)1 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. 因为枪弹和枪筒之间的摩擦力很大,使系统的动量变化很大,故系统动量守恒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零2.静止的实验火箭,总质量为 M,当它以对地速度为vo喷出质量为 m的高温气体后,火箭的速度为()AiTIVqAmv0H-AmB-.D.11 二一一3 .据新华社报道,2018年5月9日凌晨,我国长征系列运载火箭,
2、在太原卫星 发射中心完或第274次发射任务,成功发射高分五号卫星,该卫星是世界上 第一颗实现对大气和陆地综合观测的全谱段高光谱卫星。最初静止的运载火 箭点火后喷出质量为M的气体后,质量为m的卫星(含未脱离的火箭)的速 度大小为v,不计卫星受到的重力和空气阻力。 则在上述过程中,卫星所受冲 量大小为()A. MvB. (M+m) vC. (M - m) v D. mv4.在光滑的水平面上有一辆平板车,一个人站在车上用大锤敲打车的左端(如图)。在连续的敲打下,关于这辆车的运动情况,下列说法中正确的是()A. 由于大锤不断的敲打,小车将持续向右运动B. 由于大锤与小车之间的作用力为内力,小车将静止不
3、动C. 在大锤的连续敲打下,小车将左右移动D. 在大锤的连续敲打下,小车与大锤组成的系统,动量守恒,机械能守恒5 .设a、b两小球相撞,碰撞前后都在同一直线上运动。若测得它们相撞前的速度为Va、Vb,相撞后的速度为Va、Vb可知两球的质量之比 竺等于(第7页(共36页)A球的动量是6. 两个质量相等的小球在光滑水平面上沿同一直线同向运动,8kg?m/s, B球的动量是6kg?m/s, A球追上B球时发生碰撞,则碰撞后 A、B两球的动量可能为()A. pA=0, pB=l4kg?m/sB. pA=4kg?m/s, pB=10kg?m/sC. pA=6kg?m/s, pB=8kg?m/sD. pA
4、=7kg?m/s,pB=8kg?m/s7. 质量为mi=2kg和m2的两个物体在光滑的水平面上正碰,碰撞时间不计,其x_ t (位移-时间)图象如图所示,贝Um2的质量等于()1163x/m1:07 !26览A. 3kgB. 4kgC. 5kgD. 6kg8. 如图所示,光滑水平面上,甲、乙两个球分别以大小为vi=1m/s、V2=2m/s的速度做相向运动,碰撞后两球粘在一起以0.5m/s的速度向左运动,则甲、乙两球的质量之比为()A. 1 : 1B. 1: 2C. 1: 3D. 2: 19 .质量为1kg的木板B静止在水平面上,可视为质点的物块 A从木板的左侧沿 木板上表面水平冲上木板,如图甲
5、所示。A和B经过1s达到同一速度,之后共同减速直至静止,A和B运动的v-t图象如图乙所示,取g=10m/s2,贝U物甲A. 1kg块A的质量为(B. 3kgC. 2kgD. 6kg10. 如图,A、B是两个用等长细线悬挂起来的大小可忽略不计的小球,mB=3mA. B球静止,拉起A球,使细线与竖直方向偏角为30由静止释放,在最低点A 与B发生弹性碰撞。不计空气阻力,则关于碰后两小球的运动,下列说法正)B向右,且偏角小于30B. A向左,B向右,且偏角都等于30C. A向左,B向右,A偏角小于B偏角,且都小于30D. A向左,B向右,A偏角等于B偏角,且都小于3011. 质量分别为ma=0.5kg
6、, mb=1.5kg的物体a、b在光滑水平面上发生正碰,若不计碰撞时间,它们碰撞前后的位移-时间图象如图所示,贝U下列说法正确 的是()A. 碰撞前a物体的动量大小为4kg?m/sB. 碰撞前b物体的动量大小为零C. 碰撞过程中b物体受到的冲量为1N?sD. 碰撞过程中a物体损失的动量大小为1kg?m/s12. 在光滑的水平面上运动的两个小球发生正碰,下列说法正确的是()A. 碰撞之前,被碰小球的动量一定比另一小球的动量小B. 碰撞前后,被碰小球的速度一定变大C碰撞前后,两小球的动量变化量一定大小相等,方向相反D.碰撞前后,被碰小球的动量一定变大13. 打羽毛球”是一种常见的体育健身活动。当羽
7、毛球以 5m/s的水平速度飞来 时,运动员迅速挥拍以10m/s的水平速度迎面击球,假设羽毛球和羽毛球拍 的碰撞为弹性碰撞,且球拍的质量远大于球的质量,羽毛球反弹的速度大小 为( )A. 25m/sB. 20m/sC. 15m/sD. 5m/s14. 如图所示,光滑水平桌面上有两个大小相同的小球,mi: m2=2: 1,球1以3m/s的速度与静止的球2发生正碰并粘在一起,已知桌面距离地面的高度 h=1.25m, gOm/s2,则落地点到桌面边沿的水平距离为()k2A. 0.5mB. 1.0mC. 1.5mD. 2.0m15 如图所示,木块A、B置于光滑水平桌面上,木块 A沿水平方向向左运动与B相
8、碰,碰后粘连在一起,将弹簧压缩到最短。则木块A、B和弹簧组成的系统,从A、B相碰到弹簧压缩至最短的整个过程中()A. 动量不守恒、机械能守恒B. 动量不守恒、机械能不守恒C. 动量守恒、机械能守恒D. 动量守恒、机械能不守恒16. 质量为1kg的物体从距地面5m高处自由下落,落在正以5m/s的速度沿水 平方向匀速前进的小车上,车上装有砂子,车与砂的总质量为4kg,地面光滑, 则车后来的速度为(g=10m/s2)()A. 4m/sB. 5m/sC. 6m/sD. 7m/s17. 如图所示,某人站在一辆平板车的右端,车静止在光滑的水平地面上,现人用铁锤连续敲击车的右端。下列对平板车的运动情况描述正
9、确的是()A. 锤子抡起的过程中,车向右运动B. 锤子下落的过程中,车向左运动C锤子抡至最高点时,车速度为 0D.锤子敲击车瞬间,车向左运动18. 如图所示,两个大小相等、质量均为1kg的小球A、B静止在光滑水平面上, 现给小球A水平向右的瞬时冲量l=2N?s,小球A向右运动并与小球B发生对心碰撞,两小球碰撞过程中系统的机械能损失可能为(A. 0.8JB. 1.2JC. 1.6JD. 2J21.如图所示,在光滑绝缘的水平面上有两个电荷量分别为Q和q的滑块,两第6页(共36页)19. 台球是一项深受人们喜爱的休闲运动, 美式台球中共由大小相同的1个白球 (母球)15个花球(色球)组成,又称花式台
10、球。如图在某次击球过程中, 白球以3m/s的速度向右运动与静止的黑球发生正碰, 假设白球与黑球质量相等,碰撞中没有机械能损失,将台球视为质点,通过计算得到两球碰撞后的运动情况为()A. 白球静止,黑球以B. 黑球静止,白球以C白球和黑球都以下3m/s的速度向右运动3m/s的速度反弹向左运动1.5m/s的速度向右运动D.白球以3m/s的速度反弹向左运动,黑球以 3m/s的速度向右运动20. 如图所示,一砂袋用无弹性轻细绳悬于 O点。开始时砂袋处于静止状态, 一弹丸以水平速度vo击中砂袋后未穿出,二者共同摆动。若弹丸质量为m,砂袋质量为5m,弹丸和砂袋形状大小忽略不计,弹丸击中沙袋后漏出的沙子 质
11、量忽略不计,不计空气阻力,重力加速度为go下列说法中正确的是()A. 弹丸打入砂袋过程中,细绳所受拉力大小保持不变B. 弹丸打入砂袋过程中,弹丸对砂袋的冲量大小大于砂袋对弹丸的冲量大小C弹丸打入砂袋过程中所产生的热量为72D.砂袋和弹丸一起摆动所达到的最大高度为滑块的质量相等,两滑块的电性相同,电荷量 Q q开始,带电荷量为q 的滑块静止,带电荷量为Q的滑块以某一初速度v从远处向右运动,贝( )O9_A. 两滑块的加速度始终相同B. 两滑块的速度相同时,两滑块间的电势能最大C. 两滑块的总动量先变小,后变大D. 两滑块最终以相同的速度做匀速直线运动22. 如图所示在足够长的光滑水平面上有一静止
12、的质量为M=2m的斜面,斜面表面光滑、高度为h、倾角为9. 一质量为m的小物块以一定的初速度沿水平面向右运动,不计冲上斜面过程中机械能损失。如果斜面固定,则小物块 恰能冲到斜面顶端。如果斜面不固定,贝U小物块冲上斜面后能到达的最大高C.2hD. h第18页(共36页)23. 如图所示,一质量为0.5kg的一块橡皮泥自距小车上表面1.25m高处由静止下落,恰好落入质量为2kg、速度为2.5m/s沿光滑水平地面运动的小车上,并与小车一起沿水平地面运动,取 g=10m/s2,不计空气阻力,下列说法正确 的是()A. 橡皮泥下落的时间为0.3sB. 橡皮泥与小车一起在水平地面上运动的速度大小为3.5m
13、/sC橡皮泥落入小车的过程中,橡皮泥与小车组成的系统动量守恒D.整个过程中,橡皮泥与小车组成的系统损失的机械能为7.5J24. 如图所示,竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道下端与光滑水平桌面相切,小滑块B静止在圆弧轨道的最低点。现将小滑块 A从圆弧轨道的最高点无初速度释放。已知圆弧轨道半径 R=1.8 m,小滑块的质量关系是 mB=2mA,重力加速度g=10m/s2 .则碰后小滑块B的速度大小不可能是()C. 3 m/sD. 2 m/s25. 质量分别为m和2m的A、B两个木块间用轻弹簧相连,放在光滑水平面上,A紧靠竖直墙。用水平力向左缓慢推 B,将弹簧压缩一定长度,此过程中推到 某位置时推力做
14、功大小为 W.如图所示,在此位置物体静止时突然撤去推力(此时物体速度为零),下列说法中正确的是()A. 在弹簧第一次恢复原长过程中,墙对 A的冲量大小为2B. 在弹簧第一次恢复原长过程中,墙对 A、B系统做的功大小为 WC当A、B之间距离最大时,B的速度大小为 丄D.当A、B之间距离最大时,B的速度大小26. 如图所示,光滑绝缘水平轨道上带正电的甲球,以某一水平速度射向静止在轨道上带正电的乙球,当它们相距最近时,甲球的速度变为原来的丄.已知3|两球始终来接触,刚甲、乙两球的质量之比为()A. l: IB. I: 2C. 1: 3D. l: 427. 如图所示,A、B两物块放在光滑的水平面上,一
15、轻弹簧放在A、B之间与A相连,与B接触到不连接,弹簧刚好处于原长,将物块 A锁定,物块C与A、 B在一条直线上,三个物块的质量相等,现让物块C以v=2m/s的速度向左运动,与B相碰并粘在一起,当C的速度为零时,解除A的锁定,则A最终获得的速度大小为()尹/s28. A、B两球沿一直线发生正碰,如图所示的 运动情况,图中的a、b分别为碰撞前的位移图象.碰撞后两物体粘合在一起,A.B.C.D.2 ll,/ss-1图象记录了两球碰撞前后的c为碰撞后整体的位移图象.若 A球的质量mA=2kg,贝U下列说法中正确的是( )A. B球的质量mB=1kgB. 相碰时,B对A所施冲量大小为3N?SC. 碰撞过
16、程损失的动能为10JD. A、B碰前总动量为-3kg?m/s29 .质量为m的子弹,以水平速度vo射入静止在光滑水平面上质量为 M的木块, 并留在其中.在子弹进入木块过程中,下列说法正确的是()A. 子弹动能减少量等于木块动能增加量B. 子弹动量减少量等于木块动量增加量C. 子弹动能减少量等于子弹和木块内能增加量D. 子弹对木块的冲量大于木块对子弹的冲量30. 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,若小球在落到车底前瞬时速度是25m/s,取g=IOm/
17、s2,则当小球与小车相对静止时,小车的速度大小是()A. 4 m/sB. 5 m/sC. 8.5 m/sD. 9.5 m/s31. 爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏 ”爆竹声响是辞旧迎新的标志,是喜庆 心情的流露.有一个质量为 3m的爆竹从地面斜向上抛出,上升 h后到达最 高点,此时速度大小为vo、方向水平向东,在最高点爆炸成质量不等的两块, 其中一块质量为2m,速度大小为v,方向水平向东;重力加速度为g.M()A. 爆竹在最高点爆炸过程中,整体的动量守恒B. 质量为m的一块,其速度为2v3voC. 质量为m的一块,在落地过程中重力冲量的大小为 mg丄,方向竖直向 下D. 质量为2m的一块,在落
18、地过程中重力冲量的大小为 2mg,二,方向水平向东32. 一只爆竹竖直升空后,在咼为h处达到最咼点并发生爆炸,分成质量不同的两块,两块质量之比为3: 1,其中质量小的一块获得大小为v的水平速度,重力加速度为g,不计空气阻力,则两块爆竹落地后相距()A.B. _C D. 42018年11月12日高中物理02的高中物理组卷参考答案与试题解析一选择题(共32小题)1 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. 因为枪弹和枪筒之间的摩擦力很大,使系统的动量变化很大,故系统
19、动量 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【分析】明确动量守恒的条件,根据题意分析给出的系统是否满足系统所受外力 之和为零即可解答。【解答】解:A、枪和弹组成的系统,由于小车对枪有外力,枪和弹组成的系统外力之和不为零,所以动量不守恒。故 A错误;B、枪和车组成的系统,由于子弹对枪有作用力,导致枪和车组成的系统外力之和不为零,所以动量不守恒。故 B错误;C、枪弹和枪筒之间的摩擦力为内力,系统是否守恒与枪弹和枪筒之间的摩擦力大小无关,故C错误;D、枪、弹、车组成的系统,它们之间相互作用的力为内力,比如枪弹和枪筒之间的摩擦力,系统所受
20、外力之和为零,系统动量守恒,故D正确;故选:Do【点评】解决本题的关键掌握动量守恒的条件, 即系统所受的合外力为零,知道 系统内物体相互作用的力为内力。2.静止的实验火箭,总质量为 M,当它以对地速度为vo喷出质量为 m的高温AlDVnA. ir . - iB.-.气体后,火箭的速度为()AlDFnAiDVqD.【分析】以火箭和气体租车的系统为研究对象,应用动量守恒定律,可以求出喷 气后火箭的速度。【解答】解:以火箭和气体组成的系统为研究对象,选高温气体的速度方向为正, 由动量守恒定律得:(M - m) v+A mvo=O,解得:v = 響,故d正确,abc错误。故选:D。【点评】本题考查了动
21、量守恒定律的应用, 要注意研究对象和正方向的选取, 明 确本题中质量关系。3 据新华社报道,2018年5月9日凌晨,我国长征系列运载火箭,在太原卫星 发射中心完或第274次发射任务,成功发射高分五号卫星,该卫星是世界上 第一颗实现对大气和陆地综合观测的全谱段高光谱卫星。最初静止的运载火 箭点火后喷出质量为M的气体后,质量为m的卫星(含未脱离的火箭)的速 度大小为v,不计卫星受到的重力和空气阻力。 则在上述过程中,卫星所受冲 量大小为()A. MvB. (M+m) vC. (M - m) v D. mv【分析】根据动量定理可知,卫星受力的冲量等于卫星动量的变化。【解答】解:喷出气体过程中卫星的重
22、力和空气阻力可忽略不计,可知在火箭发射的过程中卫星受到气体对卫星的冲量等于卫星动量的变化,贝mv=mv,故ABC错误,D正确故选:Do【点评】本题考查了动量守恒定律的应用, 考查了求导弹的速度问题,知道发射 过程系统动量守恒是解题的前提,应用动量守恒定律可以解题。4.在光滑的水平面上有一辆平板车,一个人站在车上用大锤敲打车的左端(如图)。在连续的敲打下,关于这辆车的运动情况,下列说法中正确的是()【分析】两球碰撞过程中系统的动量守恒,由动量守恒定律列式,可以求出两球第13页(共36页)A. 由于大锤不断的敲打,小车将持续向右运动B. 由于大锤与小车之间的作用力为内力,小车将静止不动C. 在大锤
23、的连续敲打下,小车将左右移动D. 在大锤的连续敲打下,小车与大锤组成的系统,动量守恒,机械能守恒【分析】把人和小车看成一个系统,系统在水平方向不受外力,水平动量守恒, 根据动量守恒定律分析人连续敲打小车的运动情况即可。【解答】解:ABC人和锤、车组成的系统在水平方向上不受外力,系统动量守 恒,总动量为零。在锤抡起的过程中,锤在水平方向上的速度方向向左,由 水平动量守恒知,小车的速度向右。锤从最高点下落至刚接触车的过程中, 锤在水平方向上的速度方向向右,小车的速度向左,所以在大锤的连续敲打 下,小车将左右移动,不能持续向右运动,故 AB错误,C正确。D、在大锤的连续敲打下,小车与大锤组成的系统,
24、竖直方向的合力不等于零,系统的动量不守恒。人要做功,系统的机械能不守恒,故D错误。故选:Co【点评】解决本题的关键是要知道系统的水平动量守恒,但总动量不守恒,运用动量守恒定律分析小车的运动情况。5 .设a、b两小球相撞,碰撞前后都在同一直线上运动。若测得它们相撞前的速度为Va、Vb,相撞后的速度为Va、Vb ,可知两球的质量之比一等于(B.3呂D.% F的质量之比【解答】解:两球碰撞过程系统的动量守恒,以碰撞前 A的速度方向为正方向, 由动量守恒定律得:maVa+mbVb=maVa+mbVb故选:A【点评】本题是碰撞类型,要掌握碰撞的基本规律:动量守恒定律。要知道本题 提供了一种研究两球质量关
25、系的方法。6两个质量相等的小球在光滑水平面上沿同一直线同向运动,A球的动量是8kg?m/s, B球的动量是6kg?m/s, A球追上B球时发生碰撞,则碰撞后 A、B 两球的动量可能为()A. pA=0, pB=l4kg?m/sB. pA=4kg?m/s, pB=10kg?m/sC. pA=6kg?m/s, pB=8kg?m/sD. pA=7kg?m/s,pB=8kg?m/s【分析】当A球追上B球时发生碰撞时,系统遵守动量守恒。根据碰撞过程中系统的动量守恒定律和总动能不增加,列式进行分析。【解答】解:以A、B两球组成的系统为研究对象。设两球的质量均为m。当A球追上B球时发生碰撞,遵守动量守恒。碰
26、撞前总动量为:p =p+pB = 8+6) kg?m/s=14kg?m/s。碰撞前总动能为:EkA、碰撞后,总动量为 p=pA+pB= (0+14) kg?m/s=14kg?m/s,符合动量守恒定律,2 2 2碰撞后总动能为 氐単单斗二翌 吕,总动能增加,违反了能量守恒定2 id 2 in 2m m律,不可能,故A错误。B、 碰撞后,总动量为 p=pA+pB= (4+10) kg?m/s=14kg?m/s,符合动量守恒定律。芒 J 22碰撞后总动能为EEk,总动能增加,违反了能量守2id 2in 2m 2m m第14页(共36页)恒定律,不可能,故B错误C、碰撞后,总动量为 p=pa+Pb=
27、(6+8) kg?m/s=14kg?m/s,符合动量守恒定律。2 2 2 2碰撞后总动能为 &=巴占+塔=旳=5/,总动能不变,是可能的,故 C 2d 2m 2m 2m m正确。D、碰撞后,总动量为p=pA+pB= (7+8) kg?m/s=15kg?m/s,动量不守恒,不可能,故D错误。故选:Co【点评】对于碰撞过程,往往根据三大规律进行分析:1、是动量守恒定律;2、 总动能不增加;3、符合物体的实际运动情况。7.质量为mi=2kg和m2的两个物体在光滑的水平面上正碰,碰撞时间不计,其x_ t (位移-时间)图象如图所示,贝U m2的质量等于()1163x/mJ07 !2&XfsA. 3kg
28、B. 4kgC. 5kgD. 6kg【分析】x-t图象的斜率等于速度,根据图象的斜率求出碰撞前后两球的速度, 再根据碰撞过程中动量守恒即可求解 m2。【解答】解:根据x t图象的斜率等于速度,可知碰撞前 m2是静止的,m2的速度为:v2=丿r =o-8W =6-2m/s= 2m/s,16-8-I1碰后m1的速度为:v16-2m/=2m/s,=?l=s=.m1的速度为:V1以两个物体组成的系统为研究对象,取碰撞前m1的速度方向为正方向,根据动量守恒定律有:mivi=mivi +m2V2代入数据得:2X4=2X( -2) +m2X 2,解得:m2=6kg;故选:Do【点评】解决本题的关键要掌握碰撞
29、的基本规律:动量守恒定律,要知道x- t图象的斜率等于速度,要注意斜率的正负表示速度的方向。8.如图所示,光滑水平面上,甲、乙两个球分别以大小为vi=1m/s、V2=2m/s的速度做相向运动,碰撞后两球粘在一起以 0.5m/s的速度向左运动,则甲、乙 两球的质量之比为()第23页(共 36页)A. 1 : 1B. 1: 2C. 1: 3D. 2: 1【分析】甲、乙两个球碰撞过程中,系统的动量守恒,由动量守恒定律可以求得 甲、乙两球的质量之比。【解答】解:设碰撞前甲球的速度方向为正方向,根据动量守恒定律得:m 甲 V1 - m 乙 V2= -( m 甲 +m 乙)v已知 v1=1m/s、v2=2
30、m/s,v=0.5m/s,解得 m 甲:m 乙=1: 1故选:Ao【点评】本题考查了完全非弹性碰撞过程, 应用动量守恒定律即可正确解题, 注 意要规定正方向,用符号表示速度的方向。9 .质量为1kg的木板B静止在水平面上,可视为质点的物块 A从木板的左侧沿 木板上表面水平冲上木板,如图甲所示。A和B经过1s达到同一速度,之后共同减速直至静止,A和B运动的V-t图象如图乙所示,取g=10m/s2,则物块A的质量为(A. 1kgB. 3kgC. 2kgD. 6kg【分析】A、B速度相同后,一起做匀减速运动,根据速度时间图线求出匀减速 运动的加速度大小,结合牛顿第二定律求出与水平面间的动摩擦因数。隔
31、离 对M分析,根据速度时间图线得出0- 1s内M的加速度,根据牛顿第二定律 求出A的质量。【解答】解:由图象可知,A在0- 1s内的加速度ai=吟=-2m/s2,对A,由牛顿第二定律得,-gimAg=mAai解得AB间的动摩擦因数沪0.2。由图象知,A、B在1- 3s内的加速度 as- =- 1m/s2,对AB由牛顿第二定律得-笑(mB+mA)g= (mB+mA) as解得B与水平面间的动摩擦因数 吃=0.1。由图象可知B在0- 1s内的加速度臣=1.251=2m/s2第35页(共 36页)对 B,由牛顿第二定律得, gimAg - 修(mB+mA)g=mBa2,代入数据解得mA=3kg。故B
32、正确,ACD错误;故选:B。【点评】本题考查了牛顿第二定律和速度时间图线的综合运用,关键理清A、B的运动规律,结合图线的斜率求出加速度,根据牛顿第二定律进行研究。10. 如图,A、B是两个用等长细线悬挂起来的大小可忽略不计的小球,mB=3mA. B球静止,拉起A球,使细线与竖直方向偏角为30由静止释放,在最低点A与B发生弹性碰撞。不计空气阻力,则关于碰后两小球的运动,下列说法正且偏角小于30且偏角都等于30C. A向左,B向右,A偏角小于B偏角,且都小于30D. A向左,B向右,A偏角等于B偏角,且都小于30【分析】先根据机械能守恒定律求出 A球与B球碰撞前瞬间的速度。两球碰撞 过程动量守恒、
33、机械能守恒,由动量守恒定律与机械能守恒定律可以求出碰 后瞬间两球的速度,再由机械能守恒定律分析两球的偏角关系。【解答】解:设A球与B球碰撞前瞬间的速度为vo.碰撞后瞬间A、B两球的速 度分别为va、vb.碰撞前,A球下摆过程,由机械能守恒定律得:mAgL (1 - cos30 丄 mAVo2。碰撞过程,取水平向右为正方向,由动量守恒定律与机械能守恒定律得:mAvo=mAVA+mBVB丄 mAVA2+丄 mBVB:联立以上三式解得:1=-崭鼻2-诉),方向向左。mAVo2?。12 V 宀二VA=-,方向向设碰后A球的偏角为a, B球的偏角为由机械能守恒定律对B球有:解得:对A球有:=mAgL (
34、1 - cos amBVB2=mBgL (1 - cos Ba =仅 30因此:故选:DoA向左,B向右,A偏角等于B偏角,且都小于30,故ABC错误,D正【点评】解决本题的关键是分析两球的运动过程,把握每个过程的物理规律,知道小球下摆或上摆过程中机械能守恒,弹性碰撞过程中动量和机械能都守恒, 要注意选择正方向,用符号表示速度的方向。11. 质量分别为ma=0.5kg, mb=1.5kg的物体a、b在光滑水平面上发生正碰,若 不计碰撞时间,它们碰撞前后的位移-时间图象如图所示,贝U下列说法正确 的是()J2468l j/m04812 i/sA. 碰撞前a物体的动量大小为4kg?m/sB. 碰撞
35、前b物体的动量大小为零C. 碰撞过程中b物体受到的冲量为1N?sD. 碰撞过程中a物体损失的动量大小为1kg?m/s然后由动量的计算丄=4m/s,碰撞前4【分析】根据图示图象由速度公式求出碰撞前后物体的速度, 公式求出物体的动量。I解答】解:A由图示图象可知,碰撞前a的速度:吠:a 的动量:Pa=maVa=0.5X 4=2kg?m/s,故 A错误;B、由图示图象可知,碰撞前C、由图示图象可知,碰撞由b静止,碰撞前b的动量为零,故B正确;a、b的速度相等,为:啤卷=1m/s,碰撞后b的动量大小为:Pbav=1.5X 1=1.5kg?m/s,由动量定理可知碰撞过程中 b物体受到的冲量为1.5N?s
36、,故C错误;D、碰撞后a的动量大小为:Pa =m=0.5X仁0.5kg?m/s,碰撞过程中a物体损失 的动量大小为: Pa=Pa-Pa=0.5- 2=- 1.5kg?m/s。故 D 错误;故选:Bo【点评】本题主要考查了动量的表达式及动量定理的直接应用,要求同学们能根据图象读出a碰撞前后的速度,难度适中。12. 在光滑的水平面上运动的两个小球发生正碰,下列说法正确的是()A. 碰撞之前,被碰小球的动量一定比另一小球的动量小B. 碰撞前后,被碰小球的速度一定变大C碰撞前后,两小球的动量变化量一定大小相等,方向相反D.碰撞前后,被碰小球的动量一定变大【分析】两球组成的系统,所受的外力矢量和为零,碰
37、撞前后,系统动量守恒。【解答】解:A、碰撞之前,被碰小球的动量不一定比另一小球的动量小,故A错误。B、碰撞过程中,两球组成的系统动量守恒,则碰撞前后,两小球动量变化量的 大小相等,方向相反。碰撞后,被碰小球的速度不一定增大,则动量不一定 增大,故B、D错误,C正确。故选:C。【点评】本题考查了动量守恒的基本运用,知道动量守恒的条件,动量守恒时, 系统中两物体动量变化量大小相等,方向相反。13. 打羽毛球”是一种常见的体育健身活动。当羽毛球以 5m/s的水平速度飞来 时,运动员迅速挥拍以10m/s的水平速度迎面击球,假设羽毛球和羽毛球拍 的碰撞为弹性碰撞,且球拍的质量远大于球的质量,羽毛球反弹的
38、速度大小 为( )A. 25m/sB. 20m/sC. 15m/sD. 5m/s【分析】羽毛球和羽毛球拍发生的碰撞为弹性碰撞,遵守动量守恒定律和机械能 守恒定律,由此列式,求出碰后羽毛球速度表达式,对照条件:球拍的质量 远大于球的质量,求得羽毛球反弹的速度大小。【解答】解:设碰撞前羽毛球和羽毛球拍的速度分别为 Vi和V2,碰后羽毛球和 羽毛球拍的速度分别为V1和V2 。取碰撞前羽毛球的速度方向为正方向,根据动量守恒定律和机械能守恒定律得:mivi+m2V2=mivi+m2V2。miVi2 +丄 m 2V22gm i Vi2,m2V2 2 .联立解得vi(曲1 -m?)1 -t*2in2v2 i
39、n | + nij据题有 mivv m2,则得 vi =2wvi=2X i0-( - 5) =25m/s故选:Ao【点评】解决本题的关键是弹性碰撞的基本规律:动量守恒定律和机械能守恒定律,并能运用数学知识进行近似处理14. 如图所示,光滑水平桌面上有两个大小相同的小球,m仁m2=2: 1,球1以3m/s的速度与静止的球2发生正碰并粘在一起,已知桌面距离地面的高度h=1.25m, g=10m/s2,则落地点到桌面边沿的水平距离为()A. 0.5mB. 1.0mC. 1.5mD. 2.0m【分析】根据动量守恒定律求出碰撞后粘在一起的速度,结合高度求出平抛运动的时间,从而得出落地点到桌面边缘的水平距
40、离。【解答】解:对两球组成的系统运用动量守恒,规定向右为正方向,有:m1V1= (m计m2) v,解得粘在一起的速度为:v=叫:1卑*加护加/s, in I in 2 d根据h? t得:则落地点到桌面边沿的水平距离为:x=vt=2X 0.5m=1m,故B正确,ACD错误。 故选:B。【点评】本题考查了动量守恒和平抛运动的综合运用,知道平抛运动在水平方向 和竖直方向上的运动规律,结合运动学公式灵活求解,通过动量守恒求出碰 后的速度是关键。15 .如图所示,木块A、B置于光滑水平桌面上,木块 A沿水平方向向左运动与 B相碰,碰后粘连在一起,将弹簧压缩到最短。则木块 A、B和弹簧组成的系 统,从A、
41、B相碰到弹簧压缩至最短的整个过程中()A.动量不守恒、机械能守恒B 动量不守恒、机械能不守恒C. 动量守恒、机械能守恒D. 动量守恒、机械能不守恒【分析】系统所受的合外力为零时,系统动量守恒。只有重力或弹力做功时,系 统的机械能守恒,根据系统的受力情况与做功情况判断系统动量与机械能是 否守恒。【解答】 解:木块 A、 B 和弹簧组成的系统,从 A、 B 相碰到弹簧压缩至最短的 整个过程中,墙壁对弹簧有作用力,系统的合外力不为零,所以动量不守恒。A、 B 相碰粘连在一起的过程中,机械能有损失,所以机械能也不守恒,故ACD错误,B正确。故选: B。【点评】解决本题的关键是掌握系统动量守恒的条件,
42、以及知道当系统只有动能和势能之间相互转化时,系统机械能守恒。分析清楚运动过程即可正确解题。16.质量为 1kg 的物体从距地面 5m 高处自由下落,落在正以 5m/s 的速度沿水 平方向匀速前进的小车上,车上装有砂子,车与砂的总质量为4kg,地面光滑, 则车后来的速度为( g=10m/s2)()A. 4m/sB. 5m/sC. 6m/sD. 7m/s【分析】 物体落入小车的过程中,系统水平方向不受外力,水平方向动量守恒, 根据动量守恒定律列式即可求解。【解答】解:物体落入小车的过程中,两者组成的系统水平方向不受外力,故系 统水平方向动量守恒。已知两者作用前,小车在水平方向的速度vo=5m/s,
43、小球水平方向的速度 v=0;设当物体与小车相对静止后小车的速度为 v,取原来车的速度方向为正方向,根 据水平方向系统的动量守恒得:Mv0=(M+m)v,解得: v, =4m/s故选: A。【点评】本题主要考查了动量守恒定律的直接应用, 关键要注意系统的总动量并不守恒,只是水平方向动量守恒。17如图所示,某人站在一辆平板车的右端,车静止在光滑的水平地面上,现人用铁锤连续敲击车的右端。下列对平板车的运动情况描述正确的是()A.锤子抡起的过程中,车向右运动B锤子下落的过程中,车向左运动C锤子抡至最高点时,车速度为 0D.锤子敲击车瞬间,车向左运动【分析】把人和车看成一个整体,根据动量守恒定律分析人连
44、续敲打车左端时的 运动情况即可。【解答】解:A、人和锤、车组成的系统在水平方向上动量守恒,总动量为零, 锤抡起的过程中,锤在水平方向上的速度方向由向左变为向右,则车的动量 先水平向右后水平向左,故 A错误。B、人和锤、车组成的系统在水平方向上动量守恒,总动量为零,锤从最高点下 落至刚接触车的过程中,锤在水平方向上的速度方向由向右变为向左,则车 的动量先水平向左后水平向右,故 B错误。C、人和锤、车组成的系统在水平方向上动量守恒,总动量为零,锤运动到最高点时,锤与车、人的速度是相等的,所以它们的速度都是0,故C正确。D、锤敲击车瞬间,锤在的速度减小至零,锤的动量由向左变为零,根据动量守 恒知,车
45、的动量和速度由向右变为零,故 D错误。故选:Co【点评】本题主要考查了动量守恒定律的直接应用,难度不大,属于基础题,掌 握系统动量守恒是解决问题的关键。18. 如图所示,两个大小相等、质量均为1kg的小球A、B静止在光滑水平面上, 现给小球A水平向右的瞬时冲量l=2N?s,小球A向右运动并与小球B发生对 心碰撞,两小球碰撞过程中系统的机械能损失可能为()A. 0.8JB. 1.2JC. 1.6JD. 2J【分析】两球的碰撞性质未知,可能为弹性碰撞,系统机械能守恒,也可能是完 全非弹性碰撞,系统的机械能损失最大。根据这两种碰撞,由动量守恒定律 和能量守恒定律求出系统的机械能损失范围,再得到特殊值
46、。【解答】解:两球的碰撞性质未知,若为弹性碰撞,则两球交换速度,系统机械 能守恒,机械能损失为0。若为完全非弹性碰撞,则系统的机械能损失最大。取向右为正方向,由动量守恒 定律得:mvo=2mv,对A,由动量定理得 l=mv)。由能量守恒定律得:寺mvo2令x 2m/+A E,联立解得: E=1J所以两小球碰撞 过程中系统的机械能损失范围为 0WA E q. 一开始,带电荷量为q 的滑块静止,带电荷量为Q的滑块以某一初速度v从远处向右运动,贝()Q ?A. 两滑块的加速度始终相同B. 两滑块的速度相同时,两滑块间的电势能最大C. 两滑块的总动量先变小,后变大D. 两滑块最终以相同的速度做匀速直线
47、运动【分析】根据牛顿第二定律和库仑定律分析加速度关系。分析电场力做功情况, 判断两滑块的速度相同时电势能的大小。两滑块组成的系统合外力为零,总 动量守恒。分析两滑块的受力情况判断最终的运动情况。【解答】解:A、两滑块运动过程中,两滑块所受的合力等于库仑力,而库仑力大小相等,方向相反,它们的质量也相等,则两滑块的加速度大小相等,方 向相反,不相同,故A错误。B、滑块Q向右做减速运动,滑块P向右做加速运动,在速度相等之前,两者间 距减小,电场力对系统做负功,系统的电势能增大,速度相等后,两者间距 增大,电场力做正功,电势能减小,所以两滑块的速度相同时,两滑块间的 电势能最大,故B正确。C、两滑块组
48、成的系统合外力为零,总动量守恒。故 C错误。D、两滑块所受的合力等于库仑力,不等于零,所以最终不可能以相同的速度做 匀速直线运动,故D错误。故选:B。【点评】本题是含有弹簧的碰撞相似,要注意分析系统所受的外力,对照动量守 恒的条件判断出系统的动量是守恒的。22. 如图所示在足够长的光滑水平面上有一静止的质量为M=2m的斜面,斜面表面光滑、高度为h、倾角为9. 一质量为m的小物块以一定的初速度沿水平面向右运动,不计冲上斜面过程中机械能损失。如果斜面固定,则小物块 恰能冲到斜面顶端。如果斜面不固定,贝U小物块冲上斜面后能到达的最大高C.2h3D. h【分析】斜面固定时,根据机械能守恒求得高度h和初
49、速度的关系;斜面不固定 时,根据动能定理求得物块、斜面在小物块冲上斜面后能到达的最大高度的速度,然后根据能量守恒求得最大高度。【解答】解:斜面固定时,物块运动过程只有重力做功,机械能守恒;设物块初速度为V,则有:呷床+口;斜面不固定时,物块和斜面在水平方向合外力为零,故动量守恒;物块到达冲上斜面后能到达的最大高度 H,物块的速度分速度为零,物块和斜面 水平方向速度相等;设此时,斜面速度为 V;由水平方向动量守恒得:mv= (M+m) v;所以,v7二亍卩运动过程无摩擦,故对物块和斜面整体,只有重力做功,机械能守恒,故有:+-|弋丄工;-;1y 2,1 户匸二ttMv+ 豆卬賞;故C正确,ABD
50、错误;所以,- J h叮-一,-|,故故选:C。【点评】对于运动过程中某一作用力做的功或某一位置的速度的求解,尤其是非匀变速运动,或做功的力较少或做功较易得到表达式的情况,常根据动能定 理来求解。23如图所示,一质量为0.5kg的一块橡皮泥自距小车上表面1.25m高处由静止 下落,恰好落入质量为2kg、速度为2.5m/s沿光滑水平地面运动的小车上, 并与小车一起沿水平地面运动,取 g=10m/s2,不计空气阻力,下列说法正确 的是()A.橡皮泥下落的时间为0.3sB 橡皮泥与小车一起在水平地面上运动的速度大小为3.5m/sC橡皮泥落入小车的过程中,橡皮泥与小车组成的系统动量守恒D.整个过程中,橡皮泥与小车组成的系统损失的机械能为7.5J【分析】根据自由落体运动的公式求出下落的时间;由水平方向的动量守恒求出共同速度;由功
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