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动量守恒定律测试题(1)

动量守恒定律测试题(1)
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

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,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

8.如图所示,离地H 高处有一个质量为m 、带电量为q +的物体处于电场强度随时间变化规律为0E E kt =-(0E 、k 均为大于零的常数,电场方向以水平向左为正)的电场中,物体与竖直绝缘墙壁间的动摩擦因数为μ,已知0qE mg μ<.t=0时,物体从墙上由静止释放,若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当物体下滑4

H

后脱离墙面,此时速度大gH

A.当物体沿墙壁下滑时,物体先加速运动再做匀速直线运动

B.摩擦力对物体产生的冲量大小为

2

0 2

E q

k μ

C.摩擦力所做的功

1

8

W mgH

=

D.物体与墙壁脱离的时刻为

gH t=

9.如图所示,光滑的半圆槽置于光滑的地面上,且一定高度自由下落的小球m恰能沿半圆槽的边缘的切线方向滑入原先静止的槽内,对此情况,以下说法正确的是()

A.小球第一次离开槽时,将向右上方做斜抛运动

B.小球第一次离开槽时,将做竖直上抛运动

C.小球离开槽后,仍能落回槽内,而槽将做往复运动

D.槽一直向右运动

10.—粒钢珠从静止状态开始自由下落,然后陷入泥潭中静止.若把在空中下落的过程称为过程Ⅰ,进入泥潭直到停止的过程称为过程Ⅱ, 不计空气阻力,则( )

A.过程Ⅰ中的钢珠动量的改变量的大小大于过程Ⅱ中合力的冲量的大小

B.过程Ⅱ中合力的冲量的大小等于过程Ⅰ中重力冲量的大小

C.过程Ⅱ中钢珠克服阻力所做的功等于过程Ⅰ中重力做功

D.过程Ⅰ中的钢珠动量的改变量小于过程Ⅱ中钢珠的重力的冲量

11.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

+

12.在真空中的光滑水平绝缘面上有一带电小滑块.开始时滑块静止.若在滑块所在空间加一水平匀强电场E1,持续一段时间后立即换成与E1相反方向的匀强电场E2.当电场E2与电场E1持续时间相同时,滑块恰好回到初始位置,且具有动能k E.在上述过程中,E1对滑块的电场力做功为W1,冲量大小为I1;E2对滑块的电场力做功为W2,冲量大小为

I2.则

A.I1= I2B.4I1= I2

C.W1= 0.25k E W2=0.75k E D.W1= 0.20k E W2=0.80k E

13.如图所示,轻弹簧的一端固定在竖直墙上,一质量为m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2m的小物块从槽顶端距水平面高h处由静止开始下滑,重力加速度为g,下列说法正确的是()

A.物块第一次滑到槽底端时,槽的动能为4

3 mgh

B.在下滑过程中物块和槽之间的相互作用力对物块始终不做功

C.全过程中物块、槽和弹簧所组成的系统机械能守恒,且水平方向动量守恒

D.物块第一次被弹簧反弹后能追上槽,且能回到槽上距水平面高h处

14.如图所示,竖直放置的半圆形轨道与水平轨道平滑连接,不计一切摩擦。圆心O点正下方放置为 2m的小球A,质量为m的小球 B以初速度v0向左运动,与小球 A 发生弹性碰撞。碰后小球A在半圆形轨道运动时不脱离轨道,则小球B的初速度v0可能为()

A

.gR B .2gR C .5gR D .35gR

15.如图所示,质量均为m 的A 、B 两物块用轻弹簧连接,放在光滑的水平面上,A 与竖直墙面接触,弹簧处于原长,现用向左的推力缓慢推物块B ,当B 处于图示位置时静止,整个过程推力做功为W ,瞬间撤去推力,撤去推力后( )

A .当A 对墙的压力刚好为零时,物块

B 的动能等于W B .墙对A 物块的冲量为4mW

C .当B 向右运动的速度为零时,弹簧的弹性势能为零

D .弹簧第一次伸长后具有的最大弹性势能为W

16.如图(a )所示,一根竖直悬挂的不可伸长的轻绳,下端拴一小物块A ,上端固定在C 点且与一能测量绳的拉力的测力传感器相连.已知有一质量为m 0的子弹B 以水平速度v 0射入A 内(未穿透),接着两者一起绕C 点在竖直面内做圆周运动。在各种阻力都可忽略的条件下测力传感器测得绳的拉力F 随时间t 变化关系如图(b )所示,已知子弹射入的时间极短,且图(b )中t =0为A 、B 开始以相同的速度运动的时刻。下列说法正确的是

A .A 、

B 一起在竖直面内做周期T =t 0的周期性运动 B .A 的质量大小为06m

F m m g

=

- C .子弹射入木块过程中所受冲量大小为000(6)

m m

m v F m g F -

D .轻绳的长度为22

002

365m

m v g

F 17.如图所示,一个质量为m 、半径足够大的1/4光滑圆弧体,静止放在光滑水平面上.有一个质量也为m 的小球,以v 0的初速度从最低点冲上圆弧体到又滑回到最低点的过程中,下列结论正确的是(已知重力加速度为g )( )

A.整个过程中,圆弧体的速度先增大后减小

B.小球能上升的最大高度为

2 0 4 v g

C.圆弧体所获得的最大速度为v0

D.在整个作用的过程中,小球对圆弧体的冲量大于mv0

18.如图所示,半径为R、质量为M的1

4

一光滑圆槽静置于光滑的水平地面上,一个质量

为m的小木块从槽的顶端由静止滑下,直至滑离圆槽的过程中,下列说法中正确的是

A.M和m组成的系统动量守恒

B.m飞离圆槽时速度大小为2gRM m M +

C.m飞离圆槽时速度大小为2gR

D.m飞离圆槽时,圆槽运动的位移大小为

m

R m M +

19.如图(a)所示,在粗糙的水平地面上有两个大小相同但材质不同的甲、乙物块。t=0时刻,甲物块以速度v0=4m/s向右运动,经一段时间后与静止的乙物块发生正碰,碰撞前后两物块运动的v—t图像如图(b)中实线所示,其中甲物块碰撞前后的图线平行,已知甲物块质量为6kg,乙物块质量为5kg,则()

A.此碰撞过程为弹性碰撞B.碰后瞬间乙物块速度为2.4m/s

C.碰后乙物块移动的距离为3.6m D.碰后甲、乙两物块所受摩擦力之比为6:5

20.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

T

B.导体棒在第偶数个磁场中运动的时间为

2

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

二、动量守恒定律解答题

21.如图所示,地面和半圆轨道面均光滑.质量M=1kg、长L=4m的小车放在地面上,其右端与墙壁的距离为S=3m,小车上表面与半圆轨道最低点P的切线相平.现有一质量

m=2kg的滑块(不计大小)以v0=6m/s的初速度滑上小车左端,带动小车向右运动.小车与墙壁碰撞时即被粘在墙壁上,已知滑块与小车表面的滑动摩擦因数μ=0.2,g取10m/s2.

(1)求小车与墙壁碰撞时的速度;

(2)要滑块能沿圆轨道运动而不脱离圆轨道,求半圆轨道的半径R的取值.

22.一质量为2m的物体P静止于光滑水平地面上,其截面如图所示.图中ab为粗糙的水平面,长度为L;bc为一光滑斜面,斜面和水平面通过与ab和bc均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接.现有一质量为m的木块以大小为v0的水平初速度从a点向左运动,在斜面上上升的最大高度为h,返回后在到达a点前与物体P相对静止.重力加速度为g.求

(1)木块在最高点时的速度;

(2)木块在ab段受到的摩擦力f;

(3)木块最后距a点的距离s

23.如图所示,质量为m c=2m b的物块c静止在倾角均为α=30°的等腰斜面上E点,质量为m a的物块a和质量为m b的物块b通过一根不可伸长的轻质细绳相连,细绳绕过斜面顶端的光滑轻质定滑轮并处于松弛状态,按住物块a使其静止在D点,让物块b从斜面顶端C

由静止下滑,经过0.6s 滑到E 点,刚好滑到E 点时释放物块a ,细绳恰好伸直且瞬间张紧绷断,之后物块b 与物块c 立即发生弹性碰撞,碰后a 、b 都经过t =1s 同时到达斜面底端。斜面上除EB 段外其余都是光滑的,物块b 、c 与EB 段间的动摩擦因数均为μ=

33

,空气阻力不计,细绳张紧时与斜面平行,物块a 未与滑轮发生碰撞,取g =10m/s 2.求: (1)C 、E 两点间的距离;

(2)若A 、D 两点和C 、E 两点间的距离相等,求物块a 沿斜面上滑的最大距离; (3)若E 、B 两点距离为0.4m ,b 与c 相碰后b 的速度。

24.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 。

25.如图所示,半径为R 的光滑半圆轨道AB 竖直固定在一水平光滑的桌面上,轨道最低点B 与桌面相切并平滑连接,桌面距水平地面的高度也为R .在桌面上轻质弹簧被a 、b 两个小球挤压(小球与弹簧不拴接),处于静止状态.已知a 球的质量为m 0,a 、b 两球质量比为2∶3.固定小球b ,释放小球a ,a 球与弹簧分离后经过B 点滑上半圆环轨道并恰能通过轨道最高点A .现保持弹簧形变量不变同时释放a 、b 两球,重力加速度取g ,求:

(1)释放小球前弹簧具有的弹性势能E p;

(2)b球落地点距桌子右端C点的水平距离;

(3)a球在半圆轨道上上升的最大高度H.

26.如图所示,一根劲度系数为k的轻质弹簧竖直放置,上下两端各固定质量均为M的物体A和B(均视为质点),物体B置于水平地面上,整个装置处于静止状态,一个质量

11 2

m M

=的小球P从物体A正上方距其高度h处由静止自由下落,与物体A发生碰撞(碰撞时间极短),碰后A和P粘在一起共同运动,不计空气阻力,重力加速度为g.

(1)求碰撞后瞬间P与A的共同速度大小;

(2)当地面对物体B的弹力恰好为零时,求P和A的共同速度大小.

(3)若换成另一个质量

21 4

m M

=的小球Q从物体A正上方某一高度由静止自由下落,与物体A发生弹性碰撞(碰撞时间极短),碰撞后物体A达到最高点时,地面对物块B的弹力恰好为零.求Q开始下落时距离A的高度.(上述过程中Q与A只碰撞一次)

【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.D

解析:D

【解析】

【分析】

【详解】

A、B、对两球及杆系统,在b球落地前瞬间,b球的水平速度为零,根据系统水平方向动量守恒,系统初始动量为零,则此时a球的速度必定为零,故A、B均错误;

C、对b球,水平方向上动量变化为零,由动量定理可知,杆对b球的水平冲量为零.在竖直方向上,根据系统机械能守恒可知,b落地时速度与只在重力作用下的速度一样,如图所示v-t图象中斜线为b球自由落体运动的图线,曲线为b球竖直方向的运动图线,在竖直方向上运动的位移与落地速度相同,对比可知b球落地所用时间相对自由落体运动的时间要长,由动量定理可知杆对b球的竖直方向的冲量必定不为零,且冲量方向向上,所以杆对b球的水平和竖直冲量可知,杆对b球的冲量不为零,且方向竖直向上.故C错误;

D、设杆对a球做功W1,对b球做功W2,系统机械能守恒,则除了重力之外的力的功必定为零,即W1+W2=0,对a球由动能定理可知W1=0,故W2=0.故D正确.

2.A

解析:AC

【解析】

【详解】

A.小球和圆弧槽在竖直方向上受力不平衡,故竖直方向系统动量不守恒,水平方向受力平衡,系统动量守恒,故A正确;

B.小球和圆弧槽在水平方向动量守恒,故系统机械能守恒,故小球开始时的重力势能转化为小球和圆弧槽的动能,故小球的机械能减少,故B错误;

C.小球压缩弹簧时,只有弹簧弹力做功系统机械能守恒,故C正确;

D.小球与槽组成的系统动量守恒,球与槽的质量相等,小球沿槽下滑,球与槽分离后,小球与槽的速度大小相等,小球被反弹后球与槽的速度相等,小球不能追上圆弧槽,故D 错误.

故选AC.

点睛:解答本题要明确动量守恒的条件,以及在两物体相互作用中同时满足机械能守恒,应结合两点进行分析判断.

3.A

解析:ACD

【解析】

【分析】

【详解】

A.由所给的图象可知,子弹C射入物体A时的共同速度为6m/s,由动量守恒

06(99)

mv m m

=+

0600m/s

v=

故选项A正确;

B.子弹C与物块A获得共同速度6m/s后,在弹簧的弹力作用下,物块A(含子弹C)先

减速至零,再反向加速到速度最大,继而减速至零,再与初始速度方向相同,直到加速至速度最大,物块B 先加速到速度最大,再减速至零,可见在1t 、3t 时刻两物体达到共同速度2m/s ,弹簧具有的弹性势能相同,但弹簧分别处于压缩状态和拉伸状态,故选项B 错误;

C .当物块A (含C )的速度为0时,由动量守恒

6(99)200m m mv +=

3m/s v =

故选项C 正确;

D .根据机械能守恒,2t 时刻弹簧的弹性势能

222p 111

(99)6[(99)22004]0222

E m m m m m =+?-+?+??=

即弹簧处于自然长度,故选项D 正确。 故选ACD 。

4.A

解析:ACD 【解析】 【分析】 【详解】

A .导体棒匀速运动时满足

22=B L v

F F R

=安 解得

22

FR

v B L =

选项A 正确; B .根据动量定理

Ft BIL t mv -?=

而It q = ,则

Ft mv

q BL

-=

选项B 错误; C .又

R BLx

R

q ?Φ=

= 联立解得

222

44

FtRB L mFR x B L

-=

选项C 正确;

D .根据能量关系,电阻放出的焦耳热

21

2

Q Fx mv =-

将x 及v 的值代入解得

22222

44

232tRF B L mF R Q B L

-= 选项D 正确; 故选ACD.

5.A

解析:AD 【解析】 【分析】 【详解】

A 、

B 球在地面上方静止释放后只有重力做功,根据动能定理有:212

B B B m gh m v =,可得B

球第一次到达地面时的速度4m/s B v =;选项A 正确.

B 、A 球下落过程,根据自由落体运动可得A 球的速度v A =gt =3m/s ,B 球下降高度

2

10.45m 0.8m 2

B h gt =

=<,故在B 球向下运动的过程中发生碰撞;选项B 错误. C 、设B 球的速度为v B ′,则有碰撞过程动量守恒m A v A +m B v B ′=m B v B ″,碰撞过程没有动能损失则有

2

22111222

A A

B B

B B m v m v m v ='''+,解得:v B ′=1m/s ,v B ″=2m/s ;选项

C 错误.

D 、小球B 与地面碰撞后根据没有动能损失,所以B 离开地面上抛时的速度v 0=v B =4m/s

所以P 点的高度2

200.75m 2B

P v v h g

'-=

=;选项D 正确. 故选AD . 【点睛】

本题主要考查了自由落体运动基本公式、动量守恒定律、机械能守恒定律的直接应用,要求同学们能分析清楚两个小球得运动情况,选择合适的过程,应用物理学基本规律解题.

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2,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.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.

8.B

解析:BC 【解析】 【详解】

竖直方向上,由牛顿第二定律有:mg-μqE=ma ,随着电场强度E 的减小,加速度a 逐渐增大,做变加速运动,当E=0时,加速度增大到重力加速度g ,此后物块脱离墙面,故A 错误.当物体与墙面脱离时电场强度为零,所以E=E 0-kt=0,解得时间t=

E k

;因摩擦力f=μqE=μqE 0-μqkt ,则摩擦力的冲量:2

0001

22f E qE I qE k k

μμ=??=

,选项B 正确;物体从开始运动到脱

离墙面电场力一直不做功,由动能定理得,2

142f H mg W m -=??

,物体克服摩擦力所做的功W f =1

8

mgH .故C 正确.物体沿墙面下滑过程是加速度增加的加速运动,平均速

度0

2

v v v +<

,则物体沿墙面运动的时间2

2H x t v

=

>=

,故D 错误.故选BC

. 【点睛】

本题关键能运用牛顿第二定律,正确分析物体的受力情况和运动情况,结合动量定理求解摩擦力的冲量,结合动能定理求解摩擦力做功.

9.B

解析:BC 【解析】 【分析】 【详解】

A 、

B 、小球与半圆槽组成的系统在水平方向所受合外力为零,初状态时系统在水平方向动量为零,由动量守恒定律可知,小球第一次离开槽时,系统水平方向动量守恒,球与槽在水平方向的速度都为零,球离开槽后做竖直上抛运动,故A 错误,B 正确.

C 、小球沿槽的右侧下滑到底端过程,槽向右做加速运动,球从底端向左侧上升过程,槽向右做减速运动,球离开槽时,槽静止,球做竖直上抛运动,然后小球落回槽的左侧,球从槽的左侧下滑过程,槽向左做加速运动,从最低点向右上滑时,槽向左做减速运动,然后球离开槽做

竖直上抛运动,此后重复上述过程,由此可知,槽在水平面上做往复运动,故C 正确,D 错误.故选BC . 【点睛】

本题考查了判断球与槽的运动过程,知道动量守恒的条件,应用动量守恒定律,分析清楚运动过程即可正确解题.

10.B

解析:B 【解析】 【分析】 【详解】

A .在整个过程中,钢珠动量的变化量为零

120P P P ?=?+?=

12P P ?=?

而22I P =?,故

12P I ?=

即过程Ⅰ中的钢珠动量的改变量的大小等于过程Ⅱ中合力的冲量的大小,A 错误. B .因12P P ?=?,而据动量定理

11I P =? 22I P =?

12I I =

即过程Ⅱ中合力的冲量的大小等于过程Ⅰ中重力冲量的大小,B 正确. C .由全过程的动能定理可知

120G G f W W W +-=

1f G W W >

即过程Ⅱ中钢珠克服阻力所做的功大于过程Ⅰ中重力做功,C 错误. D .取向下为正

2211f G I I I I P -===?

则2G I 与1P ?无法比较大小,D 错误. 故选B . 【点睛】

本题考查了动量定理和动能定理的基本运用,运用动能定理和动量定理均要合理地选择研究的过程,知道在整个过程中动能的变化量为零,动量的变化量为零.

11.B

解析:BC 【解析】 【分析】 【详解】

A .小球下落过程中系统合外力不为零,因此系统动量不守恒.故A 项错误.

B .绳子上拉力属于内力,系统在水平方向不受外力作用,因此系统水平方向动量守恒.故B 项正确.

CD .当小球落到最低点时,只有水平方向的速度,此时小球和滑块的速度均达到最大.据系统水平方向动量守恒有

max Mv mv =

据系统机械能守恒有

22max 1122

mgl mv Mv =

+ 联立解得

max

v =

故C 项正确,D 项错误. 故选BC 。

12.C

解析:C 【解析】

设第一过程末速度为v 1,第二过程末速度大小为v 2.根据上面的分析知两过程的平均速度大小相等,根据匀变速直线运动规律有

121

22

v v v -=,所以有v 2=2v 1. 根据动能定理有:21112W mv =

, 222211122

W mv mv =-,而2

212K E mv =,所以10.25K W E =,20.75K W E =,故C 正确,D 错误;又因为位移大小相等,所以两个过程

中电场力的大小之比为1:3,根据冲量定义得:I 1=F 1t ,I 1=F 1t ,所以I 2=3I 1,故AB 错误.

13.A

解析:A 【解析】 【分析】

考查机械能守恒定律,动量守恒定律。 【详解】

A .小物块下滑过程中,小物块与槽系统水平方向动量守恒,物块第一次滑到槽底端时,有:

122mv mv =

槽光滑无摩擦,下滑过程中机械能守恒:

2212112222

mv m v mgh +??=

联立解得:1v =2v =槽的动能为:

2k1114

23

E mv mgh =

= A 正确;

B .在下滑过程中,槽的机械能增加,由能量守恒可知,小物块机械能减少,则除了重力以外的其他力做负功,小物块除了受重力外,就受槽对小物块的作用力,所以槽对小物块的作用力做了负功,B 错误;

C .全过程中,除了重力和弹簧弹力以外的其他力做功之和为零,所以物块、槽和弹簧所组成的系统机械能守恒,小物块压缩弹簧过程中,水平方向上受墙壁的支持力,动量不守恒,C 错误;

D .物块第一次被弹簧反弹后速度大小为刚滑下来时的速度大小,即2v =的速度,不能追上槽,D 错误。 故选A 。

14.A

解析:ABD 【解析】 【分析】 【详解】

A 与

B 碰撞的过程为弹性碰撞,则碰撞的过程中动量守恒,设B 的初速度方向为正方向,设碰撞后B 与A 的速度分别为v 1和v 2,则:

mv 0=mv 1+2mv 2

由动能守恒得

2220121122212

mv v v m m +?= 联立得

202

3

v v = ①

a .恰好能通过最高点,说明小球到达最高点时小球的重力提供向心力,是在最高点的速度为v min ,由牛顿第二定律得

2min

22v mg m R

= ② A 在碰撞后到达最高点的过程中机械能守恒,得

22211222222

min mv mv mg R ??+?=③

联立①②③得

0v =

可知若小球B 经过最高点,则需要:0v ≥

b .小球不能到达最高点,则小球不脱离轨道时,恰好到达与O 等高处,由机械能守恒定律得

221222

mv mgR ?= ④ 联立①④得

0v =

可知若小球不脱离轨道时,需满足

0v ≤

由以上的分析可知,若小球不脱离轨道时,需满足:0v ≤0v ≥ABD 正确,C 错误。 故选ABD 。

15.A

解析:AC 【解析】 【详解】

A.根据功能关系,开始时弹簧具有的弹性势能为W ,当A 对墙的压力刚好为零时,弹簧的弹力为零,弹性势能为零,根据能量守恒可知,此时B 的动能为W ,A 项正确;

B.墙对A 的冲量等于A 、B 组成系统的动量的改变量,即I p =?==B

项错误;

C.当B 的速度为零时,弹簧处于原长,即弹簧的弹性势能为零,C 项正确;

D.根据动量守恒2mv =

2p 11222

E W mv W =-?=

D 项错误。 故选AC 。

16.B

解析:BCD 【解析】 【详解】

A .根据图(b )可以知道A 、

B 一起在竖直面内做周期02T t =的周期性运动,故A 错误; BCD .设子弹打入物块A 后一起运动的速度大小为1v ,AB 一起上到最高点的速度大小为

2v ,细绳的长度为l 。子弹打入物块的瞬间,根据动量守恒定律有:

0001()m v m m v =+

子弹和物块在最低点绳子有最大拉力m F ,根据牛顿第二定律有:

2

100()()m v F m m g m m l

-+=+

子弹和物块在最高点绳子有最小拉力0F =,根据牛顿第二定律有:

2

200()()v m m g m m l

+=+ 从最高点到最低点,根据动能定理:

220010211

()2()()22

m m l m m v m m v +=+-+

物块A 受到子弹的冲量

1A I mv =

联合解得:

06m F m m g

=-;22

00

2

365m m v l g F =;000(6)m A m m v F m g I F -=。 故BCD 正确。 故选BCD 。

17.B

解析:BCD 【解析】 【分析】 【详解】

整个过程中,小球对槽一直有右的水平分压力作用,则圆弧体的速度一直增加,选项A 错误;当小球上升到圆弧体最高点时,设此时球和圆弧体的水平速度v x ,则由动量守恒定

律:mv 0=2mv x ;由能量关系:22

11222

x mv mv mgh =?+,解得2

04v h g =,选项B 正确;当

小球再次回到圆弧体底端时,圆弧体的速度最大,则由动量守恒定律:mv 0=mv 1+mv 2;由能量关系:

222

012111222

mv mv mv =+,联立解得v 1=0;v 2=v 0 ,选项C 正确;在整个作用的过程中,小球对圆弧体的压力为右下方,其中水平方向的分力N x 对圆弧体的冲量为mv 0,竖直方向的分力N y 对圆弧体也有冲量,则小球对圆弧体的冲量大于mv 0,选项D 正确,故选BCD. 【点睛】

本题是系统动量守恒和机械能守恒的类型,类似于弹性碰撞,常见类型.分析清楚运动过程、应用动量守恒定律与能量守恒定律即可正确解题,同时要记住一些结论,例如质量相同的两物体在弹性碰撞中要交换速度.

18.B

解析:BD

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

经典验证动量守恒定律实验练习题(附答案)

验证动量守恒定律 由于v 1、v1/、v2/均为水平方向,且它们的竖直下落高 度都相等,所以它们飞行时间相等,若以该时间为时间单 位,那么小球的水平射程的数值就等于它们的水平速度。 在右图中分别用OP、OM和O/N表示。因此只需验证: m1?OP=m1?OM+m2?(O/N-2r)即可。 注意事项: ⑴必须以质量较大的小球作为入射小球(保证碰撞后两小球都向前运动)。 ⑵小球落地点的平均位置要用圆规来确定:用尽可能小的圆把所有落点都圈在里面,圆心就是落点的平均位置。 ⑶所用的仪器有:天平、刻度尺、游标卡尺(测小球直径)、碰撞实验器、 ⑷若被碰小球放在斜槽末端,而不用支柱,那么两小球将不再同时落地,但两个小球都将从斜槽末端开始做平抛运动,于是验证式就变为:m1?OP=m1?OM+m2?ON,两个小球的直径也不需测量 实验练习题 1. 某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验:在小车A的前m 端粘有橡皮泥,推动小车A使之作匀速运动。然后与原来静止在前方的小车B 相碰并粘合成一体,继续作匀速运动,他设计的具体装置如图所示。在小车A 后连着纸带,电磁打点计时器电源频率为50Hz,长木板垫着小木片用以平衡摩擦力。 若已得到打点纸带如上图,并测得各计数点间距标在间上,A为运动起始的第一点,则应选____________段起计算A的碰前速度,应选___________段来计算A 和B碰后的共同速度。(以上两格填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”)。已测得小l车A的质量m1=0.40kg,小车B的质量m2=0.20kg,由以上测量结果可得:碰前总动量=__________kg·m/s. 碰后总动量=_______kg·m/s 2.某同学用图1所示装置通过半径相同的A. B两球的碰撞来验证动量守恒定律。图中PQ是斜槽,QR为水平槽,实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹。重复上述操作10次,得到10个落点痕迹再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从位置G由静止开始滚下,记录纸上的垂直投影点。B球落点痕迹如图2所示,其中米尺水平放置。且平行于G.R.Or所在的平面,米尺的零点与O 点对齐。 (1)碰撞后B球的水平射程应取为______cm. (2)在以下选项中,哪些是本次实验必须进行的测量?答:

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

经典验证动量守恒定律实验练习题(附答案)

· 验证动量守恒定律由于v 1、v1/、v2/均为水平方向,且它们的竖直下落高 度都相等,所以它们飞行时间相等,若以该时间为时间单位,那么小球的水平射程的数值就等于它们的水平速度。在右图中分别用OP、OM和O/N表示。因此只需验证: m 1OP=m 1 OM+m 2 (O/N-2r)即可。 注意事项: ⑴必须以质量较大的小球作为入射小球(保证碰撞后两小球都向前运动)。 ⑵小球落地点的平均位置要用圆规来确定:用尽可能小的圆把所有落点都圈 在里面,圆心就是落点的平均位置。 ⑶所用的仪器有:天平、刻度尺、游标卡尺(测小球直径)、碰撞实验器、复写纸、白纸、重锤、两个直径相同质量不同的小球、圆规。 ⑷若被碰小球放在斜槽末端,而不用支柱,那么两小球将不再同时落地,但两个小球都将从斜槽末端开始做平抛运动,于是验证式就变为: m 1OP=m 1 OM+m 2 ON,两个小球的直径也不需测量 《 实验练习题 1. 某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验:在小车A的前m 端粘有橡皮泥,推动小车A使之作匀速运动。然后与原来静止在前方的小车B 相碰并粘合成一体,继续作匀速运动,他设计的具体装置如图所示。在小车A 后连着纸带,电磁打点计时器电源频率为50Hz,长木板垫着小木片用以平衡摩擦力。 若已得到打点纸带如上图,并测得各计数点间距标在间上,A为运动起始的第一点,则应选____________段起计算A的碰前速度,应选___________段来计算A 和B碰后的共同速度。(以上两格填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”)。已测得 小l车A的质量m 1=0.40kg,小车B的质量m 2 =0.20kg,由以上测量结果可得:碰 前总动量=__________kg·m/s. 碰后总动量=_______kg·m/s 2.某同学用图1所示装置通过半径相同的A. B两球的碰撞来验证动量守恒定律。图中PQ是斜槽,QR为水平槽,实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹。重复上述操作10次,得到10个落点痕迹再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从位置G

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

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

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_复习:《验证动量守恒定律实验》教学设计学情分析教材分析课后反思

复习:《实验:验证动量守恒定律》教学设计 一、教学目标: 【知识与技能】 1、明确验证动量守恒定律的基本思路; 2、掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法; 3、掌握实验数据处理的方法; 【过程与方法】 1、学习根据实验要求,设计实验,完成气垫导轨实验和斜槽小球碰撞实验的设计方法; 2、学习根据实验数据进行处理、归纳、总结的方法。 【情感态度与价值观】 1、通过对实验方案的设计,培养学生积极主动思考问题的习惯,并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性。 2、通过对实验数据的记录与处理,培养学生实事求是的科学态度,能使学生灵活地运用科学方法来研究问题,解决问题,提高创新意识。 3、在对实验数据处理、误差处理的过程中合作探究、头脑风暴,提高学生合作探究能力。 4、在对现象规律的语言阐述中,提高了学生的语言表达能力,还体现了各学科之间的联系,可引伸到各事物间的关联性,使自己溶入社会。 【教学重难点】 教学重点:验证动量守恒定律的实验探究 教学难点:速度的测量方法、实验数据的处理. 【教学过程】 (一)复习导入:问题1、动量守恒定律的内容是什么? 2、动量守恒的条件是什么? (二)讲授新课 实验方案一:气垫导轨以为碰撞实验 1、实验器材 气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等. 2、实验步骤

(1)测质量:用天平测出滑块的质量. (2)安装:正确安装好气垫导轨. (3)实验:接通电源,利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前后的速度(①改变滑块的质量;②改变滑块的初速度大小和方向③通过放置橡皮泥、振针、胶布等改变能量损失). (4)验证:一维碰撞中的动量守恒. (5)数据处理 1.滑块速度的测量:v =Δx Δt ,式中Δx 为滑块挡光片的宽度(仪器说明书上给出,也可直接测量),Δt 为数字计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门的时间. 2.验证的表达式:m 1v 1+m 2v 2=m 1v′1+m 2v′2。 (6)注意事项 气垫导轨应水平 [典例1] 现利用图(a)所示的装置验证动量守恒定律.在图(a)中,气垫导轨上有A 、B 两个滑块,滑块A 右侧带有一弹簧片,左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连;滑块B 左侧也带有一弹簧片,上面固定一遮光片,光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间. 实验测得滑块A 的质量m1=0.310 kg ,滑块B 的质量m2=0.108 kg ,遮光片的 宽度d =1.00 cm ;打点计时器所用交流电的频率f =50.0 Hz. 将光电门固定在滑块B 的右侧,启动打点计时器,给滑块A 一向右的初速度,使它与B 相碰.碰后光电计时器显示的时间为ΔtB =3.500 ms ,碰撞前后打出的纸带如图(b)所示. 实验测得滑块A 的质量m1=0.310 kg ,滑块B 的质量m2=0.108 kg ,遮光片的 宽度d =1.00 cm ;打点计时器所用交流电的频率f =50.0 Hz. 将光电门固定在滑块B 的右侧,启动打点计时器,给滑块A 一向右的初速度,使它与B 相碰.碰后光电计时器显示的时间为ΔtB =3.500 ms ,碰撞前后打出的纸带如图(b)所示. (b) 若实验允许的相对误差绝对值× 100%最大为5%,本实验是否在误差范围内验证了动量守恒

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

验证动量守恒定律实验

物理一轮复习学案 第六周(10.8—10.14)第四课时 验证动量守恒定律实验 【考纲解读】 1.会用实验装置测速度或用其他物理量表示物体的速度大小. 2.验证在系统不受外力的作用下,系统内物体相互作用时总动量守恒. 【重点难点】 验证动量守恒定律 【知识结构】 一、验证动量守恒定律实验方案 1.方案一 实验器材:滑块(带遮光片,2个)、游标卡尺、气垫导轨、光电门、天平、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等。 实验情境:弹性碰撞(弹簧片、弹性碰撞架);完全非弹性碰撞(撞针、橡皮泥)。 2.方案二 实验器材:带细线的摆球(摆球相同,两套)、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等。实验情境:弹性碰撞,等质量两球对心正碰发生速度交换。 3.方案三 实验器材:小车(2个)、长木板(含垫木)、打点计时器、纸带、天平、撞针、橡皮泥、刻度尺等。 实验情境:完全非弹性碰撞(撞针、橡皮泥)。 4.方案四 实验器材:小球(2个)、斜槽、天平、重垂线、复写纸、白纸、刻度尺等。 实验情境:一般碰撞或近似的弹性碰撞。 5.不同方案的主要区别在于测速度的方法不同:①光电门(或速度传感器);②测摆角(机械能守恒);③打点计时器和纸带;④平抛法。还可用频闪法得到等时间间隔的物体位置,从而分析速度。 二、验证动量守恒定律实验(方案四)注意事项 1.入射球质量m1应大于被碰球质量m2。否则入射球撞击被碰球后会被弹回。 2.入射球和被碰球应半径相等,或可通过调节放被碰球的立柱高度使碰撞时球心等高。否则两球的碰撞位置不在球心所在的水平线上,碰后瞬间的速度不水平。 3.斜槽末端的切线应水平。否则小球不能水平射出斜槽做平抛运动。 4.入射球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放。否则入射球撞击被碰球的速度不相等。5.落点位置确定:围绕10次落点画一个最小的圆将有效落点围在里面,圆心即所求落点。6.水平射程:被碰球放在斜槽末端,则从斜槽末端由重垂线确定水平射程的起点,到落地点的距离为水平射程。

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.

动量守恒实验

动量守恒实验 1.某物理兴趣小组利用如图1所示的装置进行实验.在足够大的水平平台上的A点放 置一个光电门,水平平台上A点右侧摩擦很小可忽略不计,左侧为粗糙水平面,当地重力加速度大小为g.采用的实验步骤如下: ①在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片; ②用天平分别测出小滑块a(含挡光片)和小球b的质量m a、m b; ③在a和b间用细线连接,中间夹一被压缩了的轻弹簧,静止放置在平台上; ④细线烧断后,a、b瞬间被弹开,向相反方向运动; ⑤记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t; ⑥滑块a最终停在C点(图中未画出),用刻度尺测出AC之间的距离S a; ⑦小球b从平台边缘飞出后,落在水平地面的B点,用刻度尺测出平台距水平地面 的高度h及平台边缘铅垂线与B点之间的水平距离S b; ⑧改变弹簧压缩量,进行多次测量. (1)该实验要验证“动量守恒定律”,则只需验证______ = ______ 即可.(用上述实验数据字母表示) (2)改变弹簧压缩量,多次测量后,该实验小组得到S a与的关系图象如图2所 示,图线的斜率为k,则平台上A点左侧与滑块a之间的动摩擦因数大小为 ______ .(用上述实验数据字母表示) 2.如图,用“碰撞试验器”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. ①试验中,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______ (填选项前的序号)来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,测量平抛射程OP,然后,把被碰小球m2静止于轨道的水平部分,再将入射小球m1从斜轨上S位置静止释放,与小球m2相撞,并多次重复.椐图可得两小球质量的关系为______ ,接下来要完成的必要步骤是______ (填选项的符号) 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). 3.如图所示,气垫导轨是常用的一种实验仪器。 它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑 块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。

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