第1讲 动量守恒定律及其应用
一、选择题
1. 如图所示,小车与木箱紧挨着静止放在光滑的水平冰面上,现有一男
孩站在小车上用力向右迅速推出木箱.关于上述过程,下列说法中正确的是 ( ) A. 男孩和木箱组成的系统动量守恒 B. 小车与木箱组成的系统动量守恒
C. 男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒
D. 木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同
2. 将静置在地面上、质量为M(含燃料)的火箭模型点火升空,在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体.忽略喷气过程中重力和空气阻力的影响,则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是 ( )
A. v0 B. v0 C. v0 D. v0
3. 如图所示,在光滑水平面上质量分别为mA=2 kg、mB=4 kg,
速率分别为vA=5 m/s、vB=2 m/s的A、B两小球沿同一直线相向运动,则 A. 它们碰撞前的总动量是18 kg·m/s,方向水平向右 B. 它们碰撞后的总动量是18 kg·m/s,方向水平向左 C. 它们碰撞前的总动量是2 kg·m/s,方向水平向右 D. 它们碰撞后的总动量是2 kg·m/s,方向水平向左
4. (2015·福建卷)如图,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2v0,方向向右,滑块B的质量为2m,速度大小为v0,方向向左,两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是
( )
( )
A. A和B都向左运动 B. A和B都向右运动
1
C. A静止,B向右运动 D. A向左运动,B向右运动
5. 如图所示,两质量分别为m1=1kg和m2=4kg的小球在光滑水平面上相向而行,速度分别为v1=4m/s和v2=6m/s,发生碰撞后,系统可能损失的机械能为
( )
A. 25J
B. 35J
C. 45J
D. 55J
6. (2014·汕头一模)如图所示,质量为m的小车静止在光滑的水平地面上
,车上有半圆形光滑轨道.现将质量也为m 的小球在轨道左侧边缘由静止释放,则 A. 小球在下滑过程中机械能守恒 B. 小球可以到达右侧轨道的最高点 C. 小球在右侧轨道上滑时,小车也向右运动
D. 小球在轨道最低点时,小车与小球的速度大小相等,方向相反 二、填空题
7. 质量为M的物块静止在光滑水平桌面上,质量为m的子弹以水平速度v0射入物块后,以水平速度v0射出.则物块的速度为 ,此过程中损失的机械能为 .
8. (2015·天津卷)如图所示,在光滑水平面的左侧固定一竖直挡板,A球在水平面上静止放置.B球向左运动与A球发生正碰,B球碰撞前、后的速率之比为3∶1,A球垂直撞向挡板,碰后原速率返回.两球刚好不发生第二次碰撞.A、B两球的质量之比为 ,A、B碰撞前、后两球总动能之比为 .
9. 如图所示,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系.
( )
2
(1) 实验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的.但是,可以通过仅测量 (填选项前的符号),间接地解决这个问题. A. 小球开始释放高度h
B. 小球抛出点距地面的高度H C. 小球做平抛运动的射程
(2) 图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影,实验时先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测出平抛射程OP,然后,把被碰小球m2静置于轨道的水平部分,再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放,与小球m2相碰,并多次重复. 接下来要完成的必要步骤是 . A. 用天平测量两个小球的质量m1、m2 B. 测量小球m1开始释放高度h C. 测量抛出点距地面的高度H
D. 分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N E. 测量平抛射程OM、ON
(3) 若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为 [用(2)中测量的量表示];若碰撞是弹性碰撞,那么还应满足的表达式为 [用(2)中测量的量表示].
三、计算题
10. (2014·江苏卷)牛顿的《自然哲学的数学原理》中记载,A、B两个玻璃球相碰,碰撞后的分离速度和它们碰撞前的接近速度之比总是约为15∶16.分离速度是指碰撞后B对A的速度,接近速度是指碰撞前A对B的速度.若上述过程是质量为2m的玻璃球A以速度v0碰撞质量为m的静止玻璃球B,且为对心碰撞,求碰撞后A、B的速度大小.
3
11. (2017·金陵中学)如图所示,用不可伸长的细线悬挂一质量为M=1 kg的小木块,木块处于静止状态.现有一质量为m=0.01 kg的子弹以初速度v0=300m/s自左方水平地射穿木块,木块上升的最大高度h=0.2m. (1) 求子弹射出木块时的速度v.
(2) 若子弹射穿木块的时间为Δt=0.02s,子弹对木块的平均作用力F大小为多少?
12. (2015·扬州一模)如图甲所示,光滑水平面上有A、B两物块,已知A物块的质量mA=1kg.初始时刻B静止,A以一定的初速度向右运动,之后与B发生碰撞并一起运动,它们的x-t图象如图乙所示(规定向右为位移的正方向),则物体B的质量为多少?
甲
4
乙
13. (2017·淮阴中学)如图所示,物块A、C的质量均为m,B的质量为2m,都静止于光滑水平台面上,A、B间用一不可伸长的轻质短细线相连.初始时刻细线处于松弛状态,C位于A右侧足够远处.现突然给A一瞬时冲量,使A以初速度v0沿A、C连线方向向C运动,A与C相碰后,粘合在一起.
(1) A与C刚粘合在一起时的速度为多大?
(2) 若将A、B、C看成一个系统,则从A开始运动到A与C刚好粘合的过程中系统损失了多少机械能?
第1讲 动量守恒定律及其应用
1. C 【解析】 如果一个系统不受外力或所受外力的矢量和为零,那么这个系统的总动量保持不变.男孩和木箱组成的系统受到小车对系统的摩擦力的作用,A错误;小车与木箱组成的系统受到人对系统的摩擦力的作用,B错误;男孩小车与木箱组成的系统在水平光滑面上不受外力,竖直方向合外力为0,C正确;动量、动量的改变量均为矢量,木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小相同、方向相反,D错误.故选C.
2. D 【解析】 根据动量守恒定律mv0=(M-m)v,得v=v0,D正确.
3. C 【解析】 它们碰撞前的总动量是2 kg·m/s,方向水平向右,A、B相碰过程中遵守动量守恒定律,故它们碰撞后的总动量也是2 kg·m/s,方向水平向右,C正确. 4. D
5. AB 【解析】 若两球发生弹性碰撞,则系统机械能不损失,若两球发生完全非弹性碰撞,则系统机械能损失最多,此时由动量守恒定律和能量守恒定律得
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高考物理大一轮复习配套检测：第十四章 选修3-5 第1讲 动量守恒定律及其应用 Word版含答案
