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上海市动量守恒定律试题(含答案)

上海市动量守恒定律试题(含答案)
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上海市动量守恒定律试题(含答案)

一、动量守恒定律 选择题

1.如图所示,在同一水平面内有两根足够长的光滑水平平行金属导轨,间距为L =20cm ,电阻不计,其左端连接一恒定电源,电动势为E ,内阻不计,两导轨之间交替存在着磁感应强度为B =1T 、方向相反的匀强磁场,同向磁场的宽度相同。闭合开关后,一质量为m =0.1kg 、接入电路的阻值为R =4Ω的导体棒恰能从磁场左边界开始垂直于导轨并与导轨接触良好一直运动下去,导体棒运动到第一个磁场的右边界时有最大速度,为5m/s ,运动周期为T =21s ,则下列说法正确的是( )

A .E =1V

B .导体棒在第偶数个磁场中运动的时间为2

T C .相邻两磁场的宽度差为5 m D .导体棒的速度随时间均匀变化

2.如图,在光滑水平面上放着质量分别为2m 和m 的A 、B 两个物块,弹簧与A 、B 栓连,现用外力缓慢向左推B 使弹簧压缩,此过程中推力做功W 。然后撤去外力,则( )

A .从撤去外力到A 离开墙面的过程中,墙面对A 的冲量大小为2mW

B .当A 离开墙面时,B 的动量大小为2mW

C .A 离开墙面后,A 的最大速度为

89W

m

D .A 离开墙面后,弹簧的最大弹性势能为

23

W

3.A 、B 两球沿同一直线运动并发生正碰,如图所示为两球碰撞前后的位移—时间(x-t)图像,图中a 、b 分别为A 、B 两球碰撞前的图线,c 为碰撞后两球共同运动的图线.若A 球的质量

2A m kg ,则由图可知下列结论正确的是( )

A .A 、

B 两球碰撞前的总动量为3 kg·m/s B .碰撞过程A 对B 的冲量为-4 N·s

C.碰撞前后A的动量变化为4kg·m/s

D.碰撞过程A、B两球组成的系统损失的机械能为10 J

4.关于系统动量守恒的说法正确的是()

①只要系统所受的合外力为零,系统动量就守恒

②只要系统内有摩擦力,动量就不可能守恒

③系统所受合外力不为零,其动量一定不守恒,但有可能在某一方向上守恒

④系统如果合外力的冲量远小于内力的冲量时,系统可近似认为动量守恒

A.①②③B.①②④C.①③④D.②③④

5.如图所示,两个小球A、B在光滑水平地面上相向运动,它们的质量分别为

m A=4kg,m B=2kg,速度分别是v A=3m/s(设为正方向),v B=-3m/s.则它们发生正碰后,速度的可能值分别为()

A.v A′=1 m/s,v B′=1 m/s

B.v A′=4 m/s,v B′=-5 m/s

C.v A′=2 m/s,v B′=-1 m/s

D.v A′=-1 m/s,v B′=-5 m/s

6.如图所示,左图为大型游乐设施跳楼机,右图为其结构简图.跳楼机由静止从a自由下落到b,再从b开始以恒力制动竖直下落到c停下.已知跳楼机和游客的总质量为m,ab 高度差为2h,bc高度差为h,重力加速度为g.则

A.从a到b与从b到c的运动时间之比为2:1

B.从a到b,跳楼机座椅对游客的作用力与游客的重力大小相等

C.从a到b,跳楼机和游客总重力的冲量大小为m gh

D.从b到c,跳楼机受到制动力的大小等于2mg

7.如图所示,轻弹簧的一端固定在竖直墙上,一质量为2m的光滑弧形槽静止放在足够长的光滑水平面上,弧形槽底端与水平面相切,一质量为m的小物块从槽上高h处开始下滑,重力加速度为g,下列说法正确的是

A .物体第一次滑到槽底端时,槽的动能为3mgh

B .物体第一次滑到槽底端时,槽的动能为

6

mgh

C .在压缩弹簧的过程中,物块和弹簧组成的系统动量守恒

D .物块第一次被弹簧反弹后能追上槽,但不能回到槽上高h 处

8.如图所示,小车质量为M ,小车顶端为半径为R 的四分之一光滑圆弧,质量为m 的小球从圆弧顶端由静止释放,对此运动过程的分析,下列说法中正确的是(g 为当地重力加速度)( )

A .若地面粗糙且小车能够静止不动,则地面对小车的静摩擦力最大为mg

B .若地面粗糙且小车能够静止不动,则地面对小车的静摩擦力最大为32

mg

C .若地面光滑,当小球滑到圆弧最低点时,小车速度为2()gR

m

M M m +

D .若地面光滑,当小球滑到圆弧最低点时,小车速度为2()

gR

M

m M m +

9.如图所示,质量10.3kg m =的小车静止在光滑的水平面上,车长 1.5m l =,现有质量

20.2kg m =可视为质点的物块,以水平向右的速度0v 从左端滑上小车,最后在车面上某处与

小车保持相对静止.物块与车面间的动摩擦因数0.5μ=,取2

g=10m/s ,则( )

A .物块滑上小车后,系统动量守恒和机械能守恒

B .增大物块与车面间的动摩擦因数,摩擦生热不变

C .若0 2.5m/s v =,则物块在车面上滑行的时间为0.24s

D .若要保证物块不从小车右端滑出,则0v 不得大于5m/s

10.如图所示,将质量为M 1、半径为R 且内壁光滑的半圆槽置于光滑水平面上,左侧靠竖直墙壁,右侧靠一质量为M 2的物块.今让一质量为m 的小球自左侧槽口A 的正上方h 高处从静止开始下落,与半圆槽相切自A 点进入槽内,则以下结论中正确的是( )

A.小球在槽内运动的全过程中,小球与半圆槽在水平方向动量守恒

B.小球在槽内运动的B至C过程中,小球、半圆槽和物块组成的系统水平方向动量守恒C.小球离开C点以后,将做竖直上抛运动

D.小球从A点经最低点向右侧最高点运动的过程中,小球、半圆槽和物块组成的系统机械能守恒

11.如图所示,一辆质量M=3kg的小车A静止在光滑的水平面上,A上有一质量m=1kg的光滑小球B,将一左端固定于A上的轻质弹簧压缩并锁定,此时弹簧的弹性势能E p=6J,B 与A右壁距离为l。解除锁定,B脱离弹簧后与A右壁的油灰阻挡层(忽略其厚度)碰撞并被粘住,下列说法正确的是()

A.碰到油灰阻挡层前A与B的动量相同

B.B脱离弹簧时,A的速度为1m/s

C.B和油灰阻挡层碰撞并被粘住,该过程B受到的冲量大小为3N·s

D.整个过程B移动的距离为3 4 l

12.一粒钢珠从静止状态开始自由下落,然后陷入泥潭中.若把它在空中自由下落的过程称为Ⅰ,进入泥潭直到停止的过程称为Ⅱ,忽略空气阻力,则( )

A.过程Ⅰ中钢珠动量的改变量小于重力的冲量

B.过程Ⅱ中钢珠所受阻力的冲量大小等于过程Ⅰ中重力冲量的大小

C.过程Ⅱ中阻力的冲量大小等于过程Ⅰ与过程Ⅱ重力冲量的大小

D.过程Ⅱ中钢珠的动量改变量等于阻力的冲量

13.质量相等的A、B两球在光滑水平面上,沿同一直线,同一方向运动,A球的动量P A =9kg?m/s,B球的动量P B=3kg?m/s.当A追上B时发生碰撞,则碰后A、B两球的动量可能值是()

A.P A′=10kg?m/s,P B′=2kg?m/s

B.P A′=6kg?m/s,P B′=4kg?m/s

C.P A′=﹣6kg?m/s,P B′=18kg?m/s

D.P A′=4kg?m/s,P B′=8kg?m/s

14.如图所示,电阻不计的光滑金属导轨MN、PQ水平放置,间距为d,两侧接有电阻

R1、R2,阻值均为 R, O1O2右侧有磁感应强度大小为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。质量为 m、长度也为 d 的金属杆置于 O1O2 左侧,在水平向右、大小为 F 的恒定拉力作用下由静止开始运动,经时间 t 到达 O1O2时撤去恒力 F,金属杆在到达 NQ 之前减速为零。已知金属杆电阻也为 R,与导轨始终保持垂直且接触良好,下列说法正确的是()

A.杆刚进入磁场时速度大小为Ft m

B.杆刚进入磁场时电阻R1 两端的电势差大小为BdFt m

C.整个过程中,流过电阻R1 的电荷量为Ft Bd

D.整个过程中,电阻R1上产生的焦耳热为

22 12 F t

m

15.如图所示,质量为M的长木板A静止在光滑的水平面上,有一质量为m的小滑块B 以初速度v0从左侧滑上木板,且恰能滑离木板,滑块与木板间动摩擦因数为μ.下列说法中正确的是

A.若只增大v0,则滑块滑离木板过程中系统产生的热量增加

B.若只增大M,则滑块滑离木板过程中木板所受到的冲量减少

C.若只减小m,则滑块滑离木板时木板获得的速度减少

D.若只减小μ,则滑块滑离木板过程中滑块对地的位移减小

16.如图所示,内壁光滑的半圆形的圆弧槽静止在光滑水平地面上,其左侧紧靠固定的支柱,槽的半径为R。有一个可视为质点的小球,从槽的左侧正上方距槽口高度为R处由静止释放,槽的质量等于小球的质量的3倍,重力加速度为g,空气阻力忽略不计,则下列关于小球和槽的运动的说法正确的是()

A.小球运动到槽的底部时,槽对地面的压力大小等于小球重力的5倍

B.小球第一次离开槽后能沿圆弧切线落回槽内

C .小球上升的最大高度为(相对槽口)R

D .小球上升的最大高度为(相对槽口)

12

R 17.如图所示,质量是2g m =的子弹,以1300m/s v =的速度射入固定的、厚度是

5cm l =的木板,射穿后的速度是2100m/s v =.假设阻力是恒定的,它能够射穿同种材

料制成的

A .固定的、厚度是6cm 的木板

B .固定的、厚度是7cm 的木板

C .放在光滑水平面上的质量为8g M =,沿速度方向长度为4cm 的木块

D .放在光滑水平面上的质量为8g M =,沿速度方向长度为3cm 的木块

18.如图所示,水平面上固定着两根足够长的平行导槽,质量为2m 的U 形管恰好能在两导槽之间自由滑动,一质量为m 的小球沿水平方向,以初速度0v 从U 形管的一端射入,从另一端射出。已知小球的半径略小于管道半径,不计一切摩擦,下列说法正确的是( )

A .该过程中,小球与U 形管组成的系统机械能守恒

B .小球从U 形管的另一端射出时,速度大小为

3

v C .小球运动到U 形管圆弧部分的最左端时,速度大小为

3

v D .从小球射入至运动到U 形管圆弧部分的最左端的过程中,平行导槽受到的冲量大小为

6mv 19.如图所示,滑块和小球的质量分别为M 、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,下列说法正确的是( )

A.滑块和小球组成的系统动量守恒

B.滑块和小球组成的系统水平方向动量守恒

C.滑块的最大速率为

2

2

()

m gl M M m

+

D.滑块的最大速率为

2 ()

m gl

M M m

+

20.如图,表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮,小物块A.B用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦).初始时刻,A、B处于同一高度并恰好处于静止状态.剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑,则从剪断轻绳到物块着地,两物块

A.落地时的速率相同

B.重力的冲量相同

C.重力势能的变化量相同

D.重力做功的平均功率相同

二、动量守恒定律解答题

21.如图,倾角θ=370的直轨道AC与圆弧轨道CDEF在AC处平滑连接,整个装置固定在同一竖直平面内.圆弧划口直的半径为R,DF是竖直直径,以氨为圆心,E、O、B三点在同一水平线上,A、F也在同一水平线上.两个小滑块P、Q(都可视为质点)的质量都为m.已知滑块Q与轨道AC间存在摩擦力且动摩擦因数处处相等,但滑块P与整个轨道间和滑块Q与圆弧轨道间的摩擦力都可忽略不计.同时将两个滑块P、Q分别静止释放在A、B两点,之后P开始向下滑动,在B点与Q相碰,碰后P、Q立刻一起向下且在BC段保持匀速运动.已知P、Q每次相碰都会立刻合在一起运动但两者并不粘连,

sin370=0.6,cos370=0.8,取重力加速度为g,求:

(1)两滑块进入圆弧轨道运动过程中对圆弧轨道的压力的最大值.

(2)滑块Q在轨道ACI往复运动经过的最大路程.

22.如图所示,水平面内固定两根平行的无限长光滑金属导轨,导轨间距为d = 2 m。空间中有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B = 0.5 T。A、B两金属棒垂直导轨放置。先固定A 棒,对B棒施加水平向右的拉力F。已知A棒在导轨间部分电阻R1= 2 Ω,B棒在导轨间部分电阻R2= 3 Ω,导轨电阻忽略不计,A、B质量均为1 kg,求:

(1)若拉力恒为4 N,求B的最大速度。

(2)若拉力F随时间变化图像如图所示。在0 ~ 3 s内,拉力随时间均匀变大;t = 3 s时,B棒速度v0 = 5 m/s。求B棒在前3 s内的位移;

(3)继续(2)情景,t = 3 s时,释放A棒;此后F恒定不变,继续作用足够长时间后,撤去拉力。最终,两棒以25 m/s的速度做匀速直线运动。求撤去拉力后B棒产生的热量。

23.如图所示,光滑绝缘水平面内有直角坐标系xoy,虚线MN和OD均过O点且都与x轴成60°角。在距x轴为d处平行x轴固定放置一细杆PQ,杆上套有一可以左右滑动的滑块。劲度系数为k、原长为d 的轻细弹簧垂直于细杆固定在滑块上,另一端放置一质量为m的绝缘小球甲,小球甲与弹簧不栓接。同时在x轴上、沿着弹簧方向放置一质量为3m、带电量为–q(q > 0)的小球乙。压缩弹簧将小球甲从OD上某点释放,此后,甲球与乙球发生弹性正碰,小球乙随后进入位于MN左侧的有矩形边界的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,矩形的一条边与MN重合。改变滑块位置,保证每次小球甲的释放点都在OD 上、且滑块与两球在同一条平行于y轴的直线上,并知两球每次都能发生弹性正碰,且碰撞后小球乙的带电量不变,结果发现每次小球乙进入磁场后再离开磁场时的位置是同一

点。弹簧始终在弹性限度以内,弹性势能的计算公式是E P =1

2

k·ΔL2,ΔL是弹簧的伸长或缩

短量,滑块和小球甲、乙都可视为质点。求:

(1)当滑块的横坐标为1

2

d时,小球甲与乙碰前的速度大小;

(2)匀强磁场的磁感应强度B 的大小; (3)若弹簧的最大压缩量为

9

10

d ,求矩形磁场区域的最小面积。

24.如图所示,可看成质点的质量分别为2m 和m 的物块A 、B 之间夹着一被压缩且锁定的轻、短弹簧,它们静止在光滑轨道abc 的水平轨道ab 上,bc 为竖直平面内的半径为R =0.1m 的半圆形轨道,长为L =0.4m 的传送带逆时针转动,速度为v =2m/s ,忽略传送带的d 端与半圆轨道c 点之间的缝隙宽度,物块B 与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.5,重力加速度g =10m/s 2,解除弹簧的锁定后,求:

(1)为了使物块B 在运动中一定能滑上传送带且不从e 点脱离传送带,解除弹簧锁定后,物块B 获得的速度必须满足的条件;

(2)如果m =1kg ,开始时弹簧的弹性势能为E P =6.75J ,物块B 再次落到水平轨道ab 上时与e 点间水平距离为多大;

(3)在(2)中物块B 在传送带上滑动时,因摩探产生的热量.

25.如图所示,电阻不计的光滑金属导轨由弯轨AB ,FG 和直窄轨BC ,GH 以及直宽轨DE 、IJ 组合而成,AB 、FG 段均为竖直的

1

4

圆弧,半径相等,分别在B ,G 两点与窄轨BC 、GH 相切,窄轨和宽轨均处于同一水平面内,BC 、GH 等长且与DE ,IJ 均相互平行,CD ,HI 等长,共线,且均与BC 垂直。窄轨和宽轨之间均有竖直向上的磁感强度为B 的匀强磁场,窄轨间距为

2

L

,宽轨间距为L 。由同种材料制成的相同金属直棒a ,b 始终与导轨垂直且接触良好,两棒的长度均为L ,质量均为m ,电阻均为R 。初始时b 棒静止于导轨BC 段

某位置,a棒由距水平面高h处自由释放。已知b棒刚到达C位置时的速度为a棒刚到达

B位置时的1

5

,重力加速度为g,求:

(1)a棒刚进入水平轨道时,b棒加速度a b的大小;(2)b棒在BC段运动过程中,a棒产生的焦耳热Q a;

(3)若a棒到达宽轨前已做匀速运动,其速度为a棒刚到达B位置时的1

2

,则b棒从刚

滑上宽轨到第一次达到匀速的过程中产生的焦耳热Q b。

26.如图为某种弹射装置的示意图,光滑水平导轨MN右端N与水平传送带等高并无缝连接,水平传送带上表面距地面高度0.45m

h=,皮带轮沿顺时针方向匀速转动.可视为质点的滑块A、B、C静止于水平导轨上,滑块B、C之间用细绳连接并压缩一轻质弹簧.让

滑块A以0 4.0m/s

v=的初速度向右运动,A与B碰撞后粘在一起,碰撞时间极短,此时连接B、C的细线断裂,弹簧伸展,C在到N点前脱离弹簧后滑上传送带,最终落至地面上的P点,P点距传送带右端的水平距离始终为 1.5m

x=.滑块C脱离弹簧时AB向左运

动,速度大小0.5m/s

AB

v=.已知A、B、C的质量分别为

10.5kg

m=、

21.5kg

m=、

31.0kg

m=,滑块C与传送带之间的动摩擦因数0.2

μ=,重力加速度g取2

10m/s,求:

(1)滑块C滑上传送带时的速度大小;

(2)滑块B、C用细绳相连时弹簧的弹性势能p E及A与B碰撞损失的机械能;

(3)若只改变传送带长度,滑块C均落至P点,讨论传送带长度L应满足什么条件?

【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除

一、动量守恒定律选择题

1.A

解析:AC

【解析】

【分析】 【详解】

A .达到最大速度时,导体棒内感应电动势等于电源电动势,回路电流为零,此时导体棒不受安培力作用,因此

m BLv E =

代入数据可得

1V E =

A 正确;

B .导体棒在奇数磁场中运动时,导体棒做加速运动,导体棒产生的感应电动势与电源电动势相抵消,回路电流较小,速度减少的慢,而在偶数个磁场中做减速运动,导体棒产生的电动势与电源电动势方向相同相加,电流较大,速度减少的快,因此导体棒在第偶数个磁场中运动的时间小于

2

T

,B 错误; D .由于在运动过程中,产生的感应电动势变化,因此回路电流也会发生变化,因此受安培力也会变化,加速度是变化的,导体棒的速度随时间不均匀变化,D 错误; C .由于在运动过程中,根据动量定理,在奇数磁场中运动时

1max 0

(

)T E BLv

B L t mv R

-??=∑ 整理得

2211max B L x BEL

T mv R R

?-=① 在偶数磁场中运动时

1max 0

(

)T E BLv

B L t mv R

-??=∑ 整理得

2222max B L x BEL

T mv R R

?+=② 由于

1221s T T +=③

由①②③联立代入数据可得

125m x x -=

C 正确。 故选AC 。

2.B

解析:BCD 【解析】 【分析】 【详解】

A .设当A 离开墙面时,

B 的速度大小为v B .根据功能关系知

21

2

B W mv =

B v =

从撤去外力到A 离开墙面的过程中,对A 、B 及弹簧组成的系统,由动量定理得:墙面对A 的冲量大小

0B I mv =-=故A 错误;

B .当A 离开墙面时,B 的动量大小

B B p mv ==

故B 正确;

C .当弹簧再次恢复原长时,A 的速度最大,从A 离开墙壁到AB 共速的过程,系统动量和机械能均守恒,取向右为正方向,由动量守恒有

mv B =2mv A +mv ′B ①

由机械能守恒有

2211

222

A B W mv mv =+'? ②

由①②解得:A 的最大速度为

A v =

故C 正确;

D .B 撤去F 后,A 离开竖直墙后,当两物体速度相同时,弹簧伸长最长或压缩最短,弹性势能最大。设两物体相同速度为v ,A 离开墙时,B 的速度为v 0.根据动量守恒和机械能守恒得

mv B =3mv

231

2

Pm W mv E +?=

联立解得:弹簧的弹性势能最大值为

23

Pm W

E =

故D 正确。 故选BCD 。

3.B

解析:BCD 【解析】 【分析】

A 、由s-t 图像可以知道:碰撞前A 的速度为410

3/2

A v m s -==- ; 碰撞前

B 的速度40

2/2

B v m s -=

= , 碰撞后AB 的速度为24

1/2C v m s -=

=- 根据动量守恒可知 ()b B a A a b C m v m v m m v -=-+ 代入速度值可求得:43

b m kg =

所以碰撞前的总动量为 10

/3

b B a A m v m v kg m s -=-

? ,故A 错误; B 、碰撞时A 对B 所施冲量为即为B 的动量变化量4B b C b B P m v m v N s ?=--=-? 故B 正确;

C 、根据动量守恒可知44/A B P P N s kg m s ?=-?=?=? ,故C 正确;

D 、碰撞中A 、B 两球组成的系统损失的动能为()22211110222

a A

b B a b C m v m v m m v J +-+= ,故D 正确, 故选BCD 【点睛】

结合图像求出碰前碰后的速度,利用动量守恒求出B 的质量,然后根据定义求出动量的变化量.

4.C

解析:C 【解析】 【分析】 【详解】

①系统所受的合外力为零,合外力的冲量为零,系统动量就守恒,故①正确.②动量守恒的条件是系统所受的合外力为零,系统内有摩擦力时,由于内力对系统的动量变化没有影响,只要系统所受的合外力为零,系统的动量仍守恒.故②错误.③根据动量守恒的条件可知,系统所受合外力不为零,其动量一定不守恒,但系统在某一方向不受外力或合外力为零,在该方向上系统的动量守恒.故C 正确.④系统所受合外力不为零,但如果合外力的冲量很小(相比内力的冲量)时,系统可近似动量守恒.故④正确.由以上可知,C 正确,A 、B 、D 错误.故选C . 【点睛】

解决本题要准确掌握动量守恒的条件:系统所受的合外力为零,并知道在某一方向不受外力或合外力为零,在该方向上系统的动量守恒,动量可以分方向守恒.

5.A

【解析】 【分析】 【详解】

碰前系统总动量为34326/kg m s ?-?=?,碰前总动能为2

211

4323272

2

J ??+

??=; 若1m /s 1m /A B v v s ''=

,=,则系统动量守恒,动能3J ,碰撞后A 球速度不大于B 球的速度,符合,故A 可能;

若4m /s /s A B v v ''=,=-5m ,则系统动量守恒,动能大于碰撞前,不符合题意,故B 不可能;

若2m /s 1m /s A B v v ''=,=-

,则系统动量守恒,但不符合碰撞后A 球速度不大于B 球的速度,故C 不可能;

若1m /s 5m /s A B v v ''=-

,=-,则系统动量不守恒,D 不可能. 6.A

解析:A 【解析】 【分析】 【详解】

A.由题意可知,跳楼机从a 运动b 过程中做自由落体运动,由2

1122

h gt =

可得,下落时间

1t =

=由2

22b v g h =?可知,运动到b 的速度大小为

b v ==跳楼机从b 运动

c 过程中做减速运动,同理可得

2212

h at =

,2

2b

v ah =

解得减速过程的加速度大小为2a g =,时间为2t =a 到b 与从b 到c 的运动时间之比为

12:2:1t t == 故A 正确;

B.从a 到b ,跳楼机做自由落体运动,故跳楼机座椅对游客的作用力为零,故B 错误;

C.从a 到b ,根据动量定理可得

2G b I mv ==

则跳楼机和游客总重力的冲量大小为2m gh ,故C 错误; D.从b 到c ,根据牛顿第二定律有:

2F mg ma mg -==

解得跳楼机受到制动力的大小为3F mg =,故D 错误.

7.A

解析:AD 【解析】 【分析】 【详解】

ABC .物块和槽在水平方向上不受外力,但在竖直方向上受重力作用,所以物块和槽仅在水平方向上动量守恒,物块第一次滑到槽底端时,由水平方向上动量守恒得:

2mv mv '= ,

由能量守恒得:

2211

222

mgh mv mv =

+' 解得,槽的动能为

3

mgh

故A 对,BC 错 D .从上面分析可以物块被反弹后的速度大于槽的速度,所以能追上槽,当上到槽的最高点时,两者有相同的速度,从能量守恒的角度可以知道,物块不能回到槽上高h 处,D 正确

8.B

解析:BC 【解析】 【分析】 【详解】

AB .若地面粗糙且小车能够静止不动,设圆弧半径为R ,当小球运动到半径与竖直方向的夹角为θ时,速度为v .

根据机械能守恒定律有:

1

2

mv 2=mgR cosθ 由牛顿第二定律有:

N-mg cosθ=m 2

v R

解得小球对小车的压力为:

N=3mg cosθ其水平分量为

N x=3mg cosθsinθ=3

2

mg sin2θ

根据平衡条件知,地面对小车的静摩擦力水平向右,大小为:

f=N x=3

2

mg sin2θ

可以看出:当sin2θ=1,即θ=45°时,地面对车的静摩擦力最大,其值为f max=3

2 mg.

故A错误,B正确.

CD.若地面光滑,当小球滑到圆弧最低点时,小车的速度设为v′,小球的速度设为v.小球与小车组成的系统在水平方向动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得:

mv-Mv′=0;

系统的机械能守恒,则得:

mgR=1

2

mv2+

1

2

Mv′2,

解得:

v′=

故C正确,D错误.

故选BC.

【点睛】

本题中地面光滑时,小车与小球组成的系统在水平方向所受合外力为零,系统在水平方向动量守恒,但系统的总动量并不守恒.

9.B

解析:BD

【解析】

物块与小车组成的系统所受合外力为零,系统动量守恒;物块滑上小车后在小车上滑动过程中系统要克服摩擦力做功,部分机械能转化为内能,系统机械能不守恒,故A错误;系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得:m2v0=(m1+m2)v;系统产生的热

量:

2

22120

2012

12

11

()=

222()

m m v

Q m v m m v

m m

=-+

+

,则增大物块与车面间的动摩擦因数,摩擦

生热不变,选项B正确;若v0=2.5m/s,由动量守恒定律得:m2v0=(m1+m2)v,解得:v=1m/s,

对物块,由动量定理得:-μm2gt=m2v-m2v0,解得:t=0.3s,故C错误;要使物块恰好不从车厢滑出,须物块到车面右端时与小车有共同的速度v′,以向右为正方向,由动量守恒定

律得:m2v0′=(m1+m2)v',由能量守恒定律得:1

2

m2v0′2=

1

2

(m1+m2)v′2+μm2gL,解得:

v 0′=5m/s ,故D 正确;故选BD .

点睛:本题考查了动量守恒定律即能量守恒定律的应用,分析清楚物体运动过程是解题的前提,注意求解时间问题优先选用动量定理;系统摩擦产生的热量等一系统的机械能的损失.

10.B

解析:BD 【解析】 【分析】 【详解】

AB .小球从A →B 的过程中,半圆槽对球的支持力沿半径方向指向圆心,而小球对半圆槽的压力方向相反指向左下方,因为有竖直墙挡住,所以半圆槽不会向左运动,可见,该过程中,小球与半圆槽在水平方向受到外力作用,动量并不守恒,而由小球、半圆槽和物块组成的系统动量也不守恒;从B →C 的过程中,小球对半圆槽的压力方向向右下方,所以半圆槽要向右推动物块一起运动,因而小球参与了两个运动:一个是沿半圆槽的圆周运动,另一个是与半圆槽一起向右运动,小球所受支持力方向与速度方向并不垂直,此过程中,因为有物块挡住,小球与半圆槽在水平方向动量并不守恒,但是小球、半圆槽和物块组成的系统水平方向动量守恒,小球运动的全过程,水平方向动量也不守恒,选项A 错误,选项B 正确;

C .当小球运动到C 点时,它的两个分运动的合速度方向并不是竖直向上,所以此后小球做斜上抛运动,即选项C 错误;

D .因为小球在槽内运动过程中,速度方向与槽对它的支持力始终垂直,即支持力不做功,且在接触面都是光滑的,所以小球、半圆槽.物块组成的系统机械能守恒,故选项D 正确. 故选BD.

11.B

解析:BCD 【解析】 【分析】 【详解】

A .对于

B 球、弹簧和A 车组成的系统,在弹簧作用的过程、B 球撞A 车右壁的过程,均满足系统的外力之和为零,系统的动量守恒,初态总动量为零,则此后的任何时刻A 与B 的动量总是等大反向,因方向相反而动量不同,故A 错误;

B .设B 脱离弹簧时,B 的速度为B v ,方向向右,A 的速度为A v ,方向向左,设向右为正方向,由动量守恒定律

0B A mv Mv =-

由能量守恒定律可得

221122

p B A E mv Mv =

+

联立可得m/s 1A v =,3m/s B v =,故B 正确;

C .B 球与A 车以等大反向的动量相撞,由动量守恒定律可知两物体的共同速度为零,则对B 球由动量定理可知

03N s B I mv =-=-?

即粘住的过程B 受到的冲量大小为3N·s ,负号表示冲量方向向左,故C 正确; D .对B 球与A 车的作用过程,满足人船模型

B A mx Mx = B A x x l +=

解得34B l x =

,4

A l

x =,故D 正确。 故选BCD 。

12.C

解析:C 【解析】

A 、过程Ⅰ中钢珠所受外力只有重力,有动量定理知钢珠动量的改变等于重力的冲量,故A 错误;

B 、过程Ⅱ中,钢珠所受外力有重力和阻力,所以过程Ⅱ中阻力的冲量大小等于过程Ⅰ中重力的冲量大小与过程Ⅱ中重力冲量大小的和.故B 错误;

C 、过程Ⅱ中钢珠所受阻力的冲量大小等于过程Ⅰ中重力的冲量大小与过程Ⅱ中重力冲量大小的和.故C 正确;

D 、过程Ⅱ中钢珠所受阻力的冲量大小等于过程Ⅰ中重力的冲量大小与过程Ⅱ中重力冲量大小的和.故D 错误.故选C .

【点睛】本题解题的关键在于分清过程,分析各个过程中钢珠受力情况,并紧扣动量定理的内容来逐项分析.

13.D

解析:D 【解析】 【分析】 【详解】

AB .碰后A 、B 两球若同向运动,速度应满足

A B v v ''<

又因为两球质量相等,所以有碰后A 、B 两球的动量

A B P P ''<

故AB 错误;

CD .A 、B 两球在光滑水平面上碰撞,应满足动量守恒,则有

9kg m/s+3kg m/s 12kg m/s A B A B P P P P ''+=+=??=?

并且碰撞后动能不增加,则应有

k A k B k A k B E E E E ''+<+

将2

2k P E m

=代入得

2

2222229+390(kg m/s)A B A B P P P P ''+<+==?

故C 错误,D 正确。 故选D 。

14.A

解析:ACD 【解析】 【详解】

A. 杆刚进入磁场之前的加速度

F a m =

则进入磁场时速度大小为

Ft v at m

==

选项A 正确;

B. 杆刚进入磁场时产生的感应电动势:

E=Bdv

则电阻 R 1 两端的电势差大小为

111123332

R E R BdFt

U E Bdv m R R =

?===+ 选项B 错误;

C 金属棒进入磁场后,由动量定理:

F t mv ?=安

BId t mv ?=

因为

I t q ?=

解得

mv Ft q dB dB

=

= 选项C 正确;

D. 整个过程中,产生的总焦耳热:

22

2122F t Q mv m

==

则电阻 R 1 上产生的焦耳热为

22

11612R F t Q Q m

==

选项D 正确; 故选ACD 。

15.B

解析:BCD 【解析】 【分析】 【详解】

A .滑块滑离木板过程中系统产生的热量等于滑动摩擦力与相对位移的乘积

=Q fL mgL μ=相相

因为相对位移没变,所以产生热量不变,故A 错误;

B .由极限法,当M 很大时,长木板运动的位移x M 会很小,滑块的位移等于x M +L 很小,对滑块根据动能定理:

()22

101122

M mg x L mv mv μ-+=

- 可知滑块滑离木板时的速度v 1很大,把长木板和小滑块看成一个系统,满足动量守恒

01mv mv Mv =+'

可知长木板的动量变化比较小,所以若只增大M ,则滑块滑离木板过程中木板所受到的冲量减少,故B 正确;

C .采用极限法:当m 很小时,摩擦力也很小,m 的动量变化很小,把长木板和小滑块看成一个系统,满足动量守恒,那么长木板的动量变化也很小,故C 正确;

D .当μ很小时,摩擦力也很小,长木板运动的位移x M 会很小,滑块的位移等于x M +L 也会很小,故D 正确. 故选BCD .

16.B

解析:BD 【解析】 【分析】 【详解】

A .根据机械能守恒定律

2122

mg R mv ?=

小球到达槽底时,根据牛顿第二定律

2

N mv F mg R

-= 槽对地面的压力大小

3N N F mg =+

最新物理动量守恒定律练习题20篇

最新物理动量守恒定律练习题20篇 一、高考物理精讲专题动量守恒定律 1.在相互平行且足够长的两根水平光滑的硬杆上,穿着三个半径相同的刚性球A、B、C,三球的质量分别为m A=1kg、m B=2kg、m C=6kg,初状态BC球之间连着一根轻质弹簧并处于静止,B、C连线与杆垂直并且弹簧刚好处于原长状态,A球以v0=9m/s的速度向左运动,与同一杆上的B球发生完全非弹性碰撞(碰撞时间极短),求: (1)A球与B球碰撞中损耗的机械能; (2)在以后的运动过程中弹簧的最大弹性势能; (3)在以后的运动过程中B球的最小速度. 【答案】(1);(2);(3)零. 【解析】 试题分析:(1)A、B发生完全非弹性碰撞,根据动量守恒定律有: 碰后A、B的共同速度 损失的机械能 (2)A、B、C系统所受合外力为零,动量守恒,机械能守恒,三者速度相同时,弹簧的弹性势能最大 根据动量守恒定律有: 三者共同速度 最大弹性势能 (3)三者第一次有共同速度时,弹簧处于伸长状态,A、B在前,C在后.此后C向左加速,A、B的加速度沿杆向右,直到弹簧恢复原长,故A、B继续向左减速,若能减速到零则再向右加速. 弹簧第一次恢复原长时,取向左为正方向,根据动量守恒定律有: 根据机械能守恒定律: 此时A、B的速度,C的速度

可知碰后A 、B 已由向左的共同速度减小到零后反向加速到向右的 ,故B 的最小速度为零 . 考点:动量守恒定律的应用,弹性碰撞和完全非弹性碰撞. 【名师点睛】A 、B 发生弹性碰撞,碰撞的过程中动量守恒、机械能守恒,结合动量守恒定律和机械能守恒定律求出A 球与B 球碰撞中损耗的机械能.当B 、C 速度相等时,弹簧伸长量最大,弹性势能最大,结合B 、C 在水平方向上动量守恒、能量守恒求出最大的弹性势能.弹簧第一次恢复原长时,由系统的动量守恒和能量守恒结合解答 2.如图:竖直面内固定的绝缘轨道abc ,由半径R =3 m 的光滑圆弧段bc 与长l =1.5 m 的粗糙水平段ab 在b 点相切而构成,O 点是圆弧段的圆心,Oc 与Ob 的夹角θ=37°;过f 点的竖直虚线左侧有方向竖直向上、场强大小E =10 N/C 的匀强电场,Ocb 的外侧有一长度足够长、宽度d =1.6 m 的矩形区域efgh ,ef 与Oc 交于c 点,ecf 与水平向右的方向所成的夹角为β(53°≤β≤147°),矩形区域内有方向水平向里的匀强磁场.质量m 2=3×10-3 kg 、电荷量q =3×l0-3 C 的带正电小物体Q 静止在圆弧轨道上b 点,质量m 1=1.5×10-3 kg 的不带电小物体P 从轨道右端a 以v 0=8 m/s 的水平速度向左运动,P 、Q 碰撞时间极短,碰后P 以1 m/s 的速度水平向右弹回.已知P 与ab 间的动摩擦因数μ=0.5,A 、B 均可视为质点,Q 的电荷量始终不变,忽略空气阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度大小g =10 m/s 2.求: (1)碰后瞬间,圆弧轨道对物体Q 的弹力大小F N ; (2)当β=53°时,物体Q 刚好不从gh 边穿出磁场,求区域efgh 内所加磁场的磁感应强度大小B 1; (3)当区域efgh 内所加磁场的磁感应强度为B 2=2T 时,要让物体Q 从gh 边穿出磁场且在磁场中运动的时间最长,求此最长时间t 及对应的β值. 【答案】(1)2 4.610N F N -=? (2)1 1.25B T = (3)127s 360 t π = ,001290143ββ==和 【解析】 【详解】 解:(1)设P 碰撞前后的速度分别为1v 和1v ',Q 碰后的速度为2v

动量守恒定律典型例题解析

动量守恒定律·典型例题解析 【例1】 如图52-1所示,在光滑的水平面上,质量为m 1的小球以速度v 1追逐质量为m 2,速度为v 2的小球,追及并发生相碰后速度分别为v 1′和v 2′,将两个小球作为系统,试根据牛顿运动定律推导出动量守恒定律. 解析:在两球相互作用过程中,根据牛顿第二定律,对小球1有:F ==,对有′==.由牛顿第三定律得=m a m m F m a m F 1112222????v t v t 12 -F ′,所以F ·Δt =-F ′·Δt ,m 1Δv 1=-m 2Δv 2,即m 1( v 1′-v 1)=-m 2(v 2′-v 2),整理后得:m 1v 1+m 2v 2=m 1v 1′+ m 2v 2′,这表明以两小球为系统,系统所受的合外力为零时,系统的总动量守恒. 点拨:动量守恒定律和牛顿运动定律是一致的,当系统内受力情况不明,或相互作用力为变力时,用牛顿运动定律求解很繁杂,而动量定理只管发生相互作用前、后的状态,不必过问相互作用的细节,因而避免了直接运用牛顿运动定律解题的困难,使问题简化. 【例2】 把一支枪水平地固定在光滑水平面上的小车上,当枪发射出一颗子弹时,下列说法正确的是 [ ] 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 .子弹、枪、小车这三者组成的系统动量守恒 D .子弹的动量变化与枪和车的动量变化相同 解析:正确答案为C 点拨:在发射子弹时,子弹与枪之间,枪与车之间都存在相互作用力,所以将枪和子弹作为系统,或枪和车作为系统,系统所受的合外力均不为零,系统的动量不守恒,当将三者作为系统时,系统所受的合外力为零,系统的动量守恒,这时子弹的动量变化与枪和车的动量变化大小相等,方向相反.可见,系统的动量是否守恒,与系统的选取直接相关. 【例3】 如图52-2所示,设车厢的长度为l ,质量为M ,静止于光滑的水平面上,车厢内有一质量为m 的物体以初速度v 0向右运动,与车厢壁来

四动量守恒定律练习题及答案

四 动量守恒定律 姓名 一、选择题(每小题中至少有一个选项是正确的) 1.在下列几种现象中,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,斜面光滑,一个物体沿斜面滑下,以重物和斜面为一系统 2.两物体组成的系统总动量守恒,这个系统中( ) A .一个物体增加的速度等于另一个物体减少的速度 B .一物体受的冲量与另一物体所受冲量相同 C .两个物体的动量变化总是大小相等,方向相反 D .系统总动量的变化为零 3.砂子总质量为M 的小车,在光滑水平地面上匀速运动,速度为v 0,在行驶途中有质量为m 的砂子从车上漏掉,砂子漏掉后小车的速度应为 ( ) A .v 0 B .m M Mv -0 A .m M mv -0 A .M v m M 0)(- 、B 两个相互作用的物体,在相互作用的过程中合外力为0,则下述说法中正确的是( ) A .A 的动量变大, B 的动量一定变大 B .A 的动量变大,B 的动量一定变小 C .A 与B 的动量变化相等 D .A 与B 受到的冲量大小相等 5.把一支枪水平固定在小车上,小车放在光滑的水平地面上,枪发射子弹时,关于枪、子弹、车的下列说法正确的有( ) 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 .枪、弹、车组成的系统动量守恒 D .若忽略不计弹和枪筒之间的摩擦,枪、车组成的系统动量守恒 6.两球相向运动,发生正碰,碰撞后两球均静止,于是可以判定,在碰撞以前( ) A .两球的质量相等 B .两球的速度大小相同 C .两球的动量大小相等 D .以上都不能断定 7.一只小船静止在水面上,一个人从小船的一端走到另一端,不计水的阻力,以下说法正确的是( ) A .人在小船上行走,人对船的冲量比船对人的冲量小,所以 人向前运动得快,小船后退得慢 B .人在小船上行走时,人的质量比船的质量小,它们受到的 冲量大小是一样的,所以人向前运动得快,船后退得慢 C .当人停止走动时,因为小船惯性大,所以小船要继续后退 D .当人停止走动时,因为总动量守恒,所以小船也停止后退 8.如图所示,在光滑水平面上有一静止的小车,用线系一小球, 将球拉开后放开,球放开时小车保持静止状态,当小球落下以后 与固定在小车上的油泥沾在一起,则从此以后,关于小车的运动状态是 ( ) A .静止不动 B .向右运动 C .向左运动 D .无法判断 *9.木块a 和b 用一根轻弹簧连接起来,放在光滑水平面上,a 紧靠在墙壁上,在b 上施加向左的水平力使弹簧压缩,如图所示,当撤去外力后,下列说法中正确的是( ) A .a 尚未离开墙壁前,a 和b 系统的动量守恒 B .a 尚未离开墙壁前,a 与b 系统的动量不守恒 C .a 离开墙后,a 、b 系统动量守恒 D .a 离开墙后,a 、b 系统动量不守恒 *10.向空中发射一物体.不计空气阻力,当物体的速度恰好沿水平方向 时,物体炸裂为a,b 两块.若质量较大的a 块的速度方向仍沿原来的方向则 ( ) A .b 的速度方向一定与原速度方向相反 B .从炸裂到落地这段时间里,a 飞行的水平距离一定比b 的大

高中物理-动量守恒定律及其应用(实验)教案

高中物理-动量守恒定律及其应用(实验)教案 【学习目标】 1.知道动量与冲量的概念,理解动量定理与动量守恒定律. 2.会用动量定理与动量守恒定律解决实际应用问题. 3.明确探究碰撞中的不变量的基本思路. 【要点导学】 1.冲量与动量的概念理解. 2.运用动量定理研究对象与过程的选择. 3.动量守恒定律的适用条件、表达式及解题步骤. 4.弹性碰撞和非弹性碰撞 (1)弹性碰撞:___________________________________ (2)非弹性碰撞:____________________________________ (3)在光滑水平面上,质量为m 1的小球以速度v 1与质量为m 2的静止小球发生弹性正碰,根据动量 守恒和机械能守恒,碰后两个小球的速度分别为: v 1’=_____________v 2’=_____________。 【典型例题】 类型一 冲量与动量定理 【例1】质量为m 的小球,从沙坑上方自由下落,经过时间1t 到达沙坑表面,又经过时间2t 停在沙坑里。 求: (1)沙对小球的平均阻力F ; (2)小球在沙坑里下落过程所受的总冲量I 的大小. 类型二 动量守恒定律及守恒条件判断 【例2】 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 【变式训练1】如图A 、B 两物体的质量之比m A ∶m B =3∶2,原来静止在平板小车C 上,A 、B 间有 一根被压缩了的弹簧,A 、B 与平板车上表面间的滚动摩擦系数相同,地面光滑,当弹簧突然释放后, 则( ) A .A 、B 组成的系统动量守恒 B .A 、B 、 C 组成的系统动量守恒 C .小车向左运动 D .小车向右运动 类型三 动量守恒与能量守恒的综合应用 【例3】在静止的湖面上有一质量为M=100kg 的小船,船上站一个质量为m=50kg 的人。船长6米, A B C

高中物理动量守恒定律练习题及答案及解析

高中物理动量守恒定律练习题及答案及解析 一、高考物理精讲专题动量守恒定律 1.如图所示,在倾角为30°的光滑斜面上放置一质量为m 的物块B ,B 的下端连接一轻质弹簧,弹簧下端与挡板相连接,B 平衡时,弹簧的压缩量为x 0,O 点为弹簧的原长位置.在斜面顶端另有一质量也为m 的物块A ,距物块B 为3x 0,现让A 从静止开始沿斜面下滑,A 与B 相碰后立即一起沿斜面向下运动,但不粘连,它们到达最低点后又一起向上运动,并恰好回到O 点(A 、B 均视为质点),重力加速度为g .求: (1)A 、B 相碰后瞬间的共同速度的大小; (2)A 、B 相碰前弹簧具有的弹性势能; (3)若在斜面顶端再连接一光滑的半径R =x 0的半圆轨道PQ ,圆弧轨道与斜面相切 于最高点P ,现让物块A 以初速度v 从P 点沿斜面下滑,与B 碰后返回到P 点还具有向上的速度,则v 至少为多大时物块A 能沿圆弧轨道运动到Q 点.(计算结果可用根式表示) 【答案】20132v gx =01 4 P E mgx =0(2043)v gx =+【解析】 试题分析:(1)A 与B 球碰撞前后,A 球的速度分别是v 1和v 2,因A 球滑下过程中,机械能守恒,有: mg (3x 0)sin30°= 1 2 mv 12 解得:103v gx = 又因A 与B 球碰撞过程中,动量守恒,有:mv 1=2mv 2…② 联立①②得:21011 322 v v gx == (2)碰后,A 、B 和弹簧组成的系统在运动过程中,机械能守恒. 则有:E P + 1 2 ?2mv 22=0+2mg?x 0sin30° 解得:E P =2mg?x 0sin30°? 1 2?2mv 22=mgx 0?34 mgx 0=14mgx 0…③ (3)设物块在最高点C 的速度是v C ,

高中物理动量守恒定律练习题

一、系统、内力和外力┄┄┄┄┄┄┄┄① 1.系统:相互作用的两个(或多个)物体组成的一个整体。 2.内力:系统内部物体间的相互作用力。 3.外力:系统以外的物体对系统内部的物体的作用力。 [说明] 1.系统是由相互作用、相互关联的多个物体组成的整体。 2.组成系统的各物体之间的力是内力,将系统看作一个整体,系统之外的物体对这个整体的作用力是外力。 ①[填一填]如图,公路上有三辆车发生了追尾事故,如果把前面两辆车看作一个系统,则前面两辆车之间的撞击力是________,最后一辆车对前面两辆车的撞击力是________(均填“内力”或“外力”)。 答案:内力外力 二、动量守恒定律┄┄┄┄┄┄┄┄② 1.内容:如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为0,这个系统的总动量保持不变。 2.表达式:对两个物体组成的系统,常写成: p1+p2=或m1v1+m2v2=。 3.适用条件:系统不受外力或者所受外力的矢量和为0。 4.动量守恒定律的普适性 动量守恒定律是一个独立的实验规律,它适用于目前为止物理学研究的一切领域。 [注意] 1.系统动量是否守恒要看研究的系统是否受外力的作用。

2.动量守恒是系统内各物体动量的矢量和保持不变,而不是系统内各物体的动量不变。 ②[判一判] 1.一个系统初、末状态动量大小相等,即动量守恒(×) 2.两个做匀速直线运动的物体发生碰撞,两个物体组成的系统动量守恒(√) 3.系统动量守恒也就是系统的动量变化量为零(√) 1.对动量守恒定律条件的理解 (1)系统不受外力作用,这是一种理想化的情形,如宇宙中两星球的碰撞,微观粒子间的碰撞都可视为这种情形。 (2)系统受外力作用,但所受合外力为零。像光滑水平面上两物体的碰撞就是这种情形。 (3)系统受外力作用,但当系统所受的外力远远小于系统内各物体间的内力时,系统的总动量近似守恒。例如,抛出去的手榴弹在空中爆炸的瞬间,弹片所受火药爆炸时的内力远大于其重力,重力可以忽略不计,系统的动量近似守恒。 (4)系统受外力作用,所受的合外力不为零,但在某一方向上合外力为零,则系统在该方向上动量守恒。 2.关于内力和外力的两点提醒 (1)系统内物体间的相互作用力称为内力,内力会改变系统内单个物体的动量,但不会改变系统的总动量。 (2)系统的动量是否守恒,与系统的选取有关。分析问题时,要注意分清研究的系统,系统的内力和外力,这是正确判断系统动量是否守恒的关键。 [典型例题] 例 1.[多选]如图所示,光滑水平面上两小车中间夹一压缩了的轻弹簧,两手分别按住小车,使它们静止,对两车及弹簧组成的系统,下列说法中正确的是() A.两手同时放开后,系统总动量始终为零

大学物理仿真实验报告——碰撞与动量守恒

大学物理仿真实验实验报告 碰撞和动量守恒 班级:信息1401 姓名:龚顺学号:201401010127 【实验目的】: 1 了解气垫导轨的原理,会使用气垫导轨和数字毫秒计进行试验。 2 进一步加深对动量守恒定律的理解,理解动能守恒和动量守恒的守恒条件。 【实验原理】 当一个系统所受和外力为零时,系统的总动量守恒,即有 若参加对心碰撞的两个物体的质量分别为m1和m2 ,碰撞前后的速度分别为V10、V20和V1 、V2。 1,完全弹性碰撞在完全弹性碰撞中,动量和能量均守恒,故有: 取V20=0,联立以上两式有: 动量损失率: 动能损失率: 2,完全非弹性碰撞 碰撞后两物体粘在一起,具有相同的速度,即有: 仍然取V20=0,则有: 动能损失率:

动量损失率: 3,一般非弹性碰撞中 一般非弹性碰撞中,两物体在碰撞后,系统有部分动能损失,定义恢复系数: 两物体碰撞后的分离速度比两物体碰撞前的接近速度即恢复系数。当V20=0时有: e的大小取决于碰撞物体的材料,其值在0~1之间。它的大小决定了动能损失的大小。 当e=1时,为完全弹性碰撞;e=0时,为完全非弹性碰撞;0

动量守恒定律经典习题(带答案)

动量守恒定律习题(带答案)(基础、典型) 例1、质量为1kg的物体从距地面5m高处自由下落,正落在以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,则车后来的速度为多少? 例2、质量为1kg的滑块以4m/s的水平速度滑上静止在光滑水平面上的质量为3kg的小车,最后以共同速度运动,滑块与车的摩擦系数为0.2,则此过程经历的时间为多少? 例3、一颗手榴弹在5m高处以v0=10m/s的速度水平飞行时,炸裂成质量比为3:2的两小块,质量大的以100m/s的速度反向飞行,求两块落地 点的距离。(g取10m/s2) 例4、如图所示,质量为0.4kg的木块以2m/s的速度水平地滑上静止的平板小车,车的质量为1.6kg,木块与小车之间的摩擦系数为0.2(g取10m/s2)。设 小车足够长,求: (1)木块和小车相对静止时小车的速度。 (2)从木块滑上小车到它们处于相对静止所经历的时间。 (3)从木块滑上小车到它们处于相对静止木块在小车上滑行的距离。 例5、甲、乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏,甲和他所乘的冰车的质量共为30kg,乙和他所乘的冰车的质量也为30kg。游戏时,甲推着一个质量为15kg的箱子和甲一起以2m/s的速度滑行,乙以同样大小的速度迎面滑来。为了避免相撞,甲突然将箱子沿冰面推向乙,箱子滑到乙处,乙迅速将它抓住。若不计冰面的摩擦,甲至少要以多大的速度(相对于地面)将箱子推出,才能避免与乙相撞? 答案:1.

h b 分析:以物体和车做为研究对象,受力情况如图所示。 在物体落入车的过程中,物体与车接触瞬间竖直方向具有较大的动量,落入车后,竖直方向上的动量减为0,由动量定理可知,车给重物的作用力远大于物体的重力。因此地面给车的支持力远大于车与重物的重力之和。 系统所受合外力不为零,系统总动量不守恒。但在水平方向系统不受外力作用,所以系统水平方向动量守恒。以车的运动方向为正方向,由动量守恒定律可得: 车 重物初:v 0=5m/s 0末:v v ?Mv 0=(M+m)v ?s m v m N M v /454 14 0=?+=+= 即为所求。 2、分析:以滑块和小车为研究对象,系统所受合外力为零,系统总动量守恒。 以滑块的运动方向为正方向,由动量守恒定律可得 滑块 小车初:v 0=4m/s 0末:v v ?mv 0=(M+m)v ?s m v m M M v /143 11 0=?+=+= 再以滑块为研究对象,其受力情况如图所示,由动量定理可得 ΣF=-ft=mv-mv 0 ?s g v v t 5.110 2.0) 41(0=?--=-=μf=μmg 即为所求。 3、分析:手榴弹在高空飞行炸裂成两块,以其为研究对象,系统合外力不为零,总动量不守恒。但手榴弹在爆炸时对两小块的作用力远大于自身的重力,且水平方向不受外力,系统水平方向动量守恒,以初速度方向为正。 由已知条件:m 1:m 2=3:2 m 1 m 2 初:v 0=10m/s v 0=10m/s

动量定理与动量守恒定律·典型例题解析

动量定理与动量守恒定律·典型例题解析 【例1】 在光滑的水平面上有一质量为2m 的盒子,盒子中间有一质量为m 的物体,如图55-1所示.物体与盒底间的动摩擦因数为μ现给物体以水平速度v 0向右运动,当它刚好与盒子右壁相碰时,速度减为 v 02 ,物体与盒子右壁相碰后即粘在右壁上,求: (1)物体在盒内滑行的时间; (2)物体与盒子右壁相碰过程中对盒子的冲量. 解析:(1)对物体在盒内滑行的时间内应用动量定理得:-μmgt = m mv t 0·-,=v v g 0022 (2)物体与盒子右壁相碰前及相碰过程中系统的总动量都守恒,设碰 撞前瞬时盒子的速度为,则:=+=+.解得=,=.所以碰撞过程中物体给盒子的冲量由动量定理得=-=,方向向右. v mv m v 22mv (m 2m)v v v I 2mv 2mv mv /61001212210v v 0043 点拨:分清不同的物理过程所遵循的相应物理规律是解题的关键. 【例2】 如图55-2所示,质量均为M 的小车A 、B ,B 车上 挂有质量为的金属球,球相对车静止,若两车以相等的速率M 4 C C B 1.8m/s 在光滑的水平面上相向运动,相碰后连在一起,则碰撞刚结束时小车的速度多大?C 球摆到最高点时C 球的速度多大? 解析:两车相碰过程由于作用时间很短,C 球没有参与两车在水平方向的相互作用.对两车组成的系统,由动量守恒定律得(以向左为正):Mv -Mv =

2Mv 1两车相碰后速度v 1=0,这时C 球的速度仍为v ,向左,接着C 球向左上方摆动与两车发生相互作用,到达最高点时和两车 具有共同的速度,对和两车组成的系统,水平方向动量守恒,=++,解得==,方向向左.v C v (M M )v v v 0.2m /s 222M M 4419 点拨:两车相碰的过程,由于作用时间很短,可认为各物都没有发生位移,因而C 球的悬线不偏离竖直方向,不可能跟B 车发生水平方向的相互作用.在C 球上摆的过程中,作用时间较长,悬线偏离竖直方向,与两车发生相互作用使两车在水平方向的动量改变,这时只有将C 球和两车作为系统,水平方向的总动量才守恒. 【例3】 如图55-3所示,质量为m 的人站在质量为M 的小车的右端,处于静止状态.已知车的长度为L ,则当人走到小车的左端时,小车将沿光滑的水平面向右移动多少距离? 点拨:将人和车作为系统,动量守恒,设车向右移动的距离为s ,则人向左移动的距离为L -s ,取向右为正方向,根据动量守恒定律可得M ·s -m(L -s)=0,从而可解得s .注意在用位移表示动量守恒时,各位移都是相对地面的,并在选定正方向后位移有正、负之分. 参考答案 例例跟踪反馈...;;.×·3 m M +m L 4 M +m M H [] 1 C 2h 300v 49.110N s 04M m M 【例4】 如图55-4所示,气球的质量为M 离地的高度为H ,在气球下方有一质量为m 的人拉住系在气球上不计质量的软绳,人和气球恰悬浮在空中处于静止状态,现人沿软绳下滑到达地面时软绳的下端恰离开地面,求软绳的长度.

高中物理动量守恒定律基础练习题及解析

高中物理动量守恒定律基础练习题及解析 一、高考物理精讲专题动量守恒定律 1.如图所示,小明站在静止在光滑水平面上的小车上用力向右推静止的木箱,木箱最终以速度v 向右匀速运动.已知木箱的质量为m ,人与车的总质量为2m ,木箱运动一段时间后与竖直墙壁发生无机械能损失的碰撞,反弹回来后被小明接住.求: (1)推出木箱后小明和小车一起运动的速度v 1的大小; (2)小明接住木箱后三者一起运动的速度v 2的大小. 【答案】①2v ;②23 v 【解析】 试题分析:①取向左为正方向,由动量守恒定律有:0=2mv 1-mv 得12v v = ②小明接木箱的过程中动量守恒,有mv+2mv 1=(m+2m )v 2 解得223 v v = 考点:动量守恒定律 2.如图所示,质量为M =2kg 的小车静止在光滑的水平地面上,其AB 部分为半径R =0.3m 的光滑 1 4 圆孤,BC 部分水平粗糙,BC 长为L =0.6m 。一可看做质点的小物块从A 点由静止释放,滑到C 点刚好相对小车停止。已知小物块质量m =1kg ,取g =10m/s 2。求: (1)小物块与小车BC 部分间的动摩擦因数; (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】 【详解】 解:(1) 小物块滑到C 点的过程中,系统水平方向动量守恒则有:()0M m v += 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 μ= 解得:0.5R L μ= =

(2)小物块滑到B 位置时速度最大,设为1v ,此时小车获得的速度也最大,设为2v 由动量守恒得 :12mv Mv = 由能量守恒得 :221211 22 mgR mv Mv =+ 联立解得: 21/ v m s = 3.两个质量分别为0.3A m kg =、0.1B m kg =的小滑块A 、B 和一根轻质短弹簧,弹簧的一端与小滑块A 粘连,另一端与小滑块B 接触而不粘连.现使小滑块A 和B 之间夹着被压缩的轻质弹簧,处于锁定状态,一起以速度03/v m s =在水平面上做匀速直线运动,如题8图所示.一段时间后,突然解除锁定(解除锁定没有机械能损失),两滑块仍沿水平面做直线运动,两滑块在水平面分离后,小滑块B 冲上斜面的高度为 1.5h m =.斜面倾角 o 37θ=,小滑块与斜面间的动摩擦因数为0.15μ=,水平面与斜面圆滑连接.重力加速度g 取210/m s .求:(提示:o sin 370.6=,o cos370.8=) (1)A 、B 滑块分离时,B 滑块的速度大小. (2)解除锁定前弹簧的弹性势能. 【答案】(1)6/B v m s = (2)0.6P E J = 【解析】 试题分析:(1)设分离时A 、B 的速度分别为A v 、B v , 小滑块B 冲上斜面轨道过程中,由动能定理有:2 cos 1sin 2 B B B B m gh m gh m v θμθ+?= ① (3分) 代入已知数据解得:6/B v m s = ② (2分) (2)由动量守恒定律得:0()A B A A B B m m v m v m v +=+ ③ (3分) 解得:2/A v m s = (2分) 由能量守恒得: 222 0111()222 A B P A A B B m m v E m v m v ++=+ ④ (4分) 解得:0.6P E J = ⑤ (2分) 考点:本题考查了动能定理、动量守恒定律、能量守恒定律. 4.如图所示,光滑水平面上有两辆车,甲车上面有发射装置,甲车连同发射装置质量M 1=1 kg ,车上另有一个质量为m =0.2 kg 的小球,甲车静止在水平面上,乙车以v 0=8 m/s

专地的题目:弹性碰撞、非弹性碰撞动量守恒定律实验

专题:弹性碰撞、非弹性碰撞实验:探究动量守恒定律 学习目标: 1、了解弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞。 2、会用动量、能量的观点综合分析、解决一维碰撞问题。 3、了解探究动量守恒定律的三种方法。 学习过程: 系统不受外力,或者所受的外力为零,某些情况下系统受外力,但外力远小于内力时均可以认为系统的动量守恒,应用动量守恒定律时请大家注意速度的方向问题,最好能画出实 际的情境图协助解题。请规范解下列问题。 一、弹性碰撞、非弹性碰撞: 实例分析1:在气垫导轨上,一个质量为2kg的滑块A以1m/s的速度与另一个质量为1kg、速度为4m/s并沿相反方向运动的滑块B迎面相撞,碰撞后两个滑块粘在一起,求: (1)碰撞后两滑块的速度的大小和方向?系统的动能减少了多少?转化为什么能量? ⑵若碰撞后系统的总动能没有变化,则碰撞后两滑块的速度的大小和方向? 问题一:什么叫做弹性碰撞?什么叫做非弹性碰撞?什么叫做完全非弹性碰撞?碰撞过程中

会不会出现动能变多的情形?

实例分析2 :如图,光滑的水平面上,两球质量均为m,甲球与一轻弹簧相连,静止不动, 乙球以速度v撞击弹簧,经过一段时间和弹簧分开,弹簧恢复原长,求: (1 )撞击后甲、乙两球相距最近时两球球的速度的大小和方向? (2 )弹簧的弹性势能最大为多少? (3)乙球和弹簧分开后甲、乙两球的速度的大小和方向? 思考与讨论:假设物体m i以速度v i与原来静止的物体m2发生弹性碰撞,求碰撞后两物体 的速度V3、V4,并讨论m i=m 2; m 1》m2; m 1《m2时的实际情形。

二、探究动量守恒的实验: 问题二(P4参考案例一)如何探究系统动量是否守恒(弹性碰撞、分开模型、完全非弹性碰撞)? 问题三(P5参考案例二):某同学采用如图所示的装置进行实验. 把两个小球用等长的细线悬挂于同一点,让B球静止,拉起A球,由静止释放后使它们相碰,碰后粘在一起.实验 过程中除了要测量A球被拉起的角度i,及它们碰后摆起的最大角度还需测量哪些 2之外, 物理量(写出物理量的名称和符号)才能验证碰撞中的动量守恒.用测量的物理量表 示动量守恒应满足的关系式. 问题四(P5参考案例三):水平光滑桌面上有A、B两个小车,质量分别是0.6 kg和0.2 kg.A 车的车尾拉着纸带,A车以某一速度与静止的B车碰撞,碰后两车连在一起共同向前运动 碰撞前后打点计时器打下的纸带如图所示?根据这些数据,请通过计算猜想:对于两小车组 成的系统,什么物理量在碰撞前后是相等的?

动量守恒定律测试题(1)

动量守恒定律测试题(1) 一、动量守恒定律选择题 1.如图所示,一轻杆两端分别固定a、b 两个半径相等的光滑金属球,a球质量大于b球质量.整个装置放在光滑的水平面上,将此装置从图示位置由静止释放,则() A.在b球落地前瞬间,a球的速度方向向右 B.在b球落地前瞬间,a球的速度方向向左 C.在b球落地前的整个过程中,轻杆对b球的冲量为零 D.在b球落地前的整个过程中,轻杆对b球做的功为零 2.如图所示,弹簧的一端固定在竖直墙壁上,质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上,底部与水平面平滑连接,一个质量也为m的小球从槽高h处开始下滑,则 A.在小球从圆弧槽上下滑过程中,小球和槽组成的系统水平方向的动量始终守恒 B.在小球从圆弧槽上下滑运动过程中小球的机械能守恒 C.在小球压缩弹簧的过程中小球与弹簧组成的系统机械能守恒 D.小球离开弹簧后能追上圆弧槽 3.如图甲所示,一轻弹簧的两端与质量分别为99m、200m的两物块A、B相连接,并静止在光滑的水平面上,一颗质量为m的子弹C以速度v0射入物块A并留在A中,以此刻为计时起点,两物块A(含子弹C)、B的速度随时间变化的规律如图乙所示,从图象信息可得() A.子弹C射入物块A的速度v0为600m/s B.在t1、t3时刻,弹簧具有的弹性势能相同,且弹簧处于压缩状态 C.当物块A(含子弹C)的速度为零时,物块B的速度为3m/s D.在t2时刻弹簧处于自然长度 4.如图所示,固定的光滑金属水平导轨间距为L,导轨电阻不计,左端接有阻值为R的电

阻,导轨处在磁感应强度大小为B 、方向竖直向下的匀强磁场中.质量为m 、电阻不计的导体棒ab ,在垂直导体棒的水平恒力F 作用下,由静止开始运动,经过时间t ,导体棒ab 刚好匀速运动,整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触.在这个过程中,下列说法正确的是 A .导体棒ab 刚好匀速运动时的速度22 FR v B L = B .通过电阻的电荷量2Ft q BL = C .导体棒的位移222 44 FtRB L mFR x B L -= D .电阻放出的焦耳热22222 44 232tRF B L mF R Q B L -= 5.如图,质量分别为m A 、m B 的两个小球A 、B 静止在地面上方,B 球距地面的高度h =0.8m ,A 球在B 球的正上方. 先将B 球释放,经过一段时间后再将A 球释放. 当A 球下落t =0.3s 时,刚好与B 球在地面上方的P 点处相碰,碰撞时间极短,碰后瞬间A 球的速度恰为零.已知m B =3m A ,重力加速度大小为g =10 m/s 2,忽略空气阻力及碰撞中的动能损失.下列说法正确的是( ) A . B 球第一次到达地面时的速度为4m/s B .A 、B 球在B 球向上运动的过程中发生碰撞 C .B 球与A 球碰撞后的速度为1m/s D .P 点距离地面的高度0.75m 6.如图所示,左图为大型游乐设施跳楼机,右图为其结构简图.跳楼机由静止从a 自由下落到b ,再从b 开始以恒力制动竖直下落到c 停下.已知跳楼机和游客的总质量为m ,ab 高度差为2h ,bc 高度差为h ,重力加速度为g .则

动量守恒定律及其应用·典型例题精析

动量守恒定律及其应用·典型例题精析 [例题1]平静的湖面上浮着一只长l=6m,质量为550 kg的船,船头上站着一质量为m=50 kg的人,开始时,人和船均处于静止.若船行进时阻力很小,问当人从船头走到船尾时,船将行进多远? [思路点拨]以人和船组成的系统为研究对象.因船行进时阻力很小,船及人所受重力与水对船的浮力平衡,可以认为人在船上行走时系统动量守恒,开始时人和船都停止,系统总动量为零,当人在船上走动时,无论人的速度如何,系统的总动量都保持为零不变. [解题过程]取人运动方向为正方向,设人对岸的速度为v,船对岸的速度为V,其方向与v相反,由动量守恒定律有 0=mv+(-MV). 解得两速度大小之比为

此结果对于人在船上行走过程的任一瞬时都成立. 取人在船上行走时任一极短时间Δt i,在此时间内人和船都可视为匀速运动,此时间内人和船相对地面移动的距离分别为ΔS mi=v iΔt i和ΔSM i=V iΔt i,由此有 这样人从船头走到船尾时,人和船相对地面移动的总距离分别为 S m=∑ΔS mi,S M=∑ΔS Mi. 由图中几何关系可知S m+S M=L.这样,人从船头走到船尾时,船行进的距离为 代入数据有 S M=0.5 m.

[小结]本题表明,在动量守恒条件得到满足的过程中,系统任一瞬时的总动量保持不变. [例题2]如图7-9示,物块A、B质量分别为m A、m B,用细绳连接,在水平恒力F的作用下A、B一起沿水平面做匀速直线运动,速度为v,如运动过程中,烧断细绳,仍保持力F大小方向不变,则当物块B停下来时,物块A的速度为多大? [思路点拨]以A和B组成的系统作为研究对象.绳子烧断前,A、B 一起做匀速直线运动,故系统所受外力和为零,水平方向系统所受外力计有拉力F,物块A受到地面的摩擦力f A,物体B受到地面的摩擦力f B,且F=f A +f B.绳烧断后,直到B停止运动前F与f A、f B均保持不变,故在此过程中系统所受外力和仍为零,系统总动量保持不变.所以此题可用动量守恒定律求解. [解题过程]取初速v的方向为正方向,设绳断后A、B的速度大小分别为v′A、v′B,由动量守恒定律有 (m A+m B)v=m A v′A+m B v′B.

高考物理动量守恒定律试题经典

高考物理动量守恒定律试题经典 一、动量守恒定律 选择题 1.如图所示,一个质量为M 的木箱静止在光滑水平面上,木箱内粗糙的底板上放着一个质量为m =2M 的小物块.现使木箱瞬间获得一个水平向左、大小为v 0的初速度,下列说法正确的是 A .最终小物块和木箱都将静止 B .最终小物块和木箱组成的系统损失机械能为20 3 Mv C .木箱速度水平向左、大小为0 2v 时,小物块的速度大小为04 v D .木箱速度水平向右、大小为 03v . 时,小物块的速度大小为023 v 2.如图所示,小车的上面是由中间凸起的两个对称曲面组成,整个小车的质量为m ,原来静止在光滑的水平面上。今有一个可以看做质点的小球质量也为m ,以水平速度v 从左端滑上小车,恰好到达小车的最高点后,又从另一个曲面滑下。关于这个过程,下列说法正确的是( ) A .小球滑离小车时,小车又回到了原来的位置 B .小球滑到小车最高点时,小球和小车的动量不相等 C .小球和小车相互作用的过程中,小车和小球系统动量始终守恒 D .车上曲面的竖直高度若高于2 4v g ,则小球一定从小车左端滑下 3.如图所示为水平放置的固定光滑平行直轨道,窄轨间距为L ,宽轨间距为2L 。轨道处于竖直向下的磁感应强度为B 的匀强磁场中,质量分别为m 、2m 的金属棒a 、b 垂直于导轨静止放置,其电阻分别为R 、2R ,现给a 棒一向右的初速度v 0,经t 时间后两棒达到匀速运动两棒运动过程中始终相互平行且与导轨良好接触,不计导轨电阻,b 棒一直在宽轨上运动。下列说法正确的是( )

A .a 棒开始运动时的加速度大小为220 3B L v Rm B .b 棒匀速运动的速度大小为 3 v C .整个过程中通过b 棒的电荷量为 23mv BL D .整个过程中b 棒产生的热量为20 3 mv 4.如图所示,弹簧的一端固定在竖直墙壁上,质量为m 的光滑弧形槽静止在光滑水平面上,底部与水平面平滑连接,一个质量也为m 的小球从槽高h 处开始下滑,则 A .在小球从圆弧槽上下滑过程中,小球和槽组成的系统水平方向的动量始终守恒 B .在小球从圆弧槽上下滑运动过程中小球的机械能守恒 C .在小球压缩弹簧的过程中小球与弹簧组成的系统机械能守恒 D .小球离开弹簧后能追上圆弧槽 5.如图所示,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.用水平力向左推B 将弹簧压缩,推到一定位置静止时推力大小为F 0,弹簧的弹性势能为E .在此位置突然撤去推力,下列说法中正确的是( ) A .在A 离开竖直墙前,A 、 B 与弹簧组成的系统机械能守恒,之后不守恒 B .在A 离开竖直墙前,A 、B 系统动量不守恒,之后守恒 C .在A 离开竖直墙后,A 、B 速度相等时的速度是223E m D .在A 离开竖直墙后,弹簧的弹性势能最大值为 3 E 6.如图所示,物体A 、B 的质量均为m =0.1kg ,B 静置于劲度系数k =100N/m 竖直轻弹簧的上端且B 不与弹簧连接,A 从距B 正上方h =0.2m 处自由下落,A 与B 相碰并粘在一起.弹簧始终在弹性限度内,g =10m/s 2.下列说法正确的是 A .A B 组成的系统机械能守恒

物理动量守恒定律练习题20篇.docx

物理动量守恒定律练习题20 篇 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.乙的右侧有一挡板恢复原长时,甲的速度大小为 2m/s ,此时乙尚未与 P.现将两滑块由静止释放,当弹簧 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 左的方向为正方向,由动量守恒定律可得: 和,对两滑块及弹簧组成的系统,设向 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.在相互平行且足够长的两根水平光滑的硬杆上,穿着三个半径相同的刚性球A、B、 C,三球的质量分别为m A=1kg、 m B=2kg、 m C=6kg,初状态BC球之间连着一根轻质弹簧并处于 静止, B、C 连线与杆垂直并且弹簧刚好处于原长状态, A 球以 v0=9m/s 的速度向左运动,与同 一杆上的 B 球发生完全非弹性碰撞(碰撞时间极短),求: (1) A 球与 B 球碰撞中损耗的机械能; (2)在以后的运动过程中弹簧的最大弹性势能; (3)在以后的运动过程中 B 球的最小速度. 【答案】( 1);(2);(3)零. 【解析】 试题分析:( 1) A、 B 发生完全非弹性碰撞,根据动量守恒定律有:

碰后 A、 B 的共同速度 损失的机械能 (2) A、 B、C 系统所受合外力为零,动量守恒,机械能守恒,三者速度相同时,弹簧的弹性势能最大 根据动量守恒定律有: 三者共同速度 最大弹性势能 (3)三者第一次有共同速度时,弹簧处于伸长状态,速,A、 B 的加速度沿杆向右,直到弹簧恢复原长,故A、 B 在前, C 在后.此后C 向左加A、 B 继续向左减速,若能减速到零 则再向右加速. 弹簧第一次恢复原长时,取向左为正方向,根据动量守恒定律有: 根据机械能守恒定律: 此时 A、 B 的速度,C的速度 可知碰后A、B 已由向左的共同速度减小到零后反向加速到向右的,故 的最小速度为零. 考点:动量守恒定律的应用,弹性碰撞和完全非弹性碰撞. 【名师点睛】 A、 B 发生弹性碰撞,碰撞的过程中动量守恒、机械能守恒,结合动量守恒定 律和机械能守恒定律求出 A 球与 B 球碰撞中损耗的机械能.当B、C 速度相等时,弹簧伸 长量最大,弹性势能最大,结合B、 C 在水平方向上动量守恒、能量守恒求出最大的弹性 势能.弹簧第一次恢复原长时,由系统的动量守恒和能量守恒结合解答 B 3.如图甲所示,物块A、 B 的质量分别是m A=4.0kg 和m B=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:

动量守恒定律例题doc

动量守恒定律的典型例题 【例1】把一支枪固定在小车上,小车放在光滑的水平桌面上.枪发射出一颗子弹.对于此过程,下列说法中正确的有哪些?[] 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.车、枪和子弹组成的系统动量守恒 D.车、枪和子弹组成的系统近似动量守恒,因为子弹和枪筒之间有摩擦力.且摩擦力的冲量甚小 【例2】一个质量M=1kg的鸟在空中v0=6m/s沿水平方向飞行,离地面高度h=20m,忽被一颗质量m=20g 沿水平方向同向飞来的子弹击中,子弹速度v=300m/s,击中后子弹留在鸟体内,鸟立即死去,g=10m/s2.求:鸟被击中后经多少时间落地;鸟落地处离被击中处的水平距离. 【例3】一列车沿平直轨道以速度v0匀速前进,途中最后一节质量为m的车厢突然脱钩,若前部列车的质量为M,脱钩后牵引力不变,且每一部分所受摩擦力均正比于它的重力,则当最后一节车厢滑行停止的时刻,前部列车的速度为[]

【例4】质量m1=10g的小球在光滑的水平桌面上以v1=30cm/s的速率向右运动,恰好遇上在同一条直线上向左运动的另一个小球.第二个小球的质量为m2=50g,速率v2=10cm/s.碰撞后,小球m2恰好停止.那么,碰撞后小球m1的速度是多大,方向如何? 【例5】甲、乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏.甲和他的冰车的总质量共为M=30kg,乙和他的冰车的总质量也是30kg.游戏时,甲推着一质量为m=15km的箱子,和他一起以大小为v0=2m/s的速度滑行.乙以同样大小的速度迎面滑来.为了避免相撞,甲突然将箱子沿冰面推给乙,箱子到乙处时乙迅速把它抓住.若不计冰面的摩擦力,求甲至少要以多大的速度(相对于地面)将箱子推出,才能避免和乙相碰. 【例6】两辆质量相同的小车A和B,置于光滑水平面上,一人站在A车上,两车均静止.若这个人从A 车跳到B车上,接着又跳回A车,仍与A车保持相对静止,则此时A车的速率[] A.等于零B.小于B车的速率 C.大于B车的速率D.等于B车的速率 【例7】甲、乙两船在平静的湖面上以相同的速度匀速航行,且甲船在前乙船在后.从甲船上以相对于甲船的速度v,水平向后方的乙船上抛一沙袋,其质量为m.设甲船和沙袋总质量为M,乙船的质量也为M.问抛掷沙袋后,甲、乙两船的速度变化多少? 【例8】小型迫击炮在总质量为1000kg的船上发射,炮弹的质量为2kg.若炮弹飞离炮口时相对于地面的速度为600m/s,且速度跟水平面成45°角,求发射炮弹后小船后退的速度? 【例9】两块厚度相同的木块A和B,并列紧靠着放在光滑的水平面上,其质量分别为m A=2.0kg, m B=0.90kg.它们的下底面光滑,上表面粗糙.另有质量m C=0.10kg的铅块C(其长度可略去不计)以v C=10m/s 的速度恰好水平地滑到A的上表面(见图),由于摩擦,铅块最后停在本块B上,测得B、C的共同速度为v=0.50m/s,求 木块A的速度和铅块C离开A时的速度.

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