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动量守恒定律单元测试题及答案

动量守恒定律单元测试题

一、选择题(每小题4分,共40分。)

1.在高速公路上发生一起交通事故,一辆质量为15000 kg向南行驶的长途客车迎面撞上了一辆质量为3000 kg 向北行驶的卡车,碰后两车接在一起,并向南滑行了一段距离后停止.根据测速仪的测定,长途客车碰前以

20 m/s的速度行驶,由此可判断卡车碰前的行驶速率为()

A.小于10 m/s B.大于10 m/s小于20 m/s

C.大于20 m/s小于30 m/s D.大于30 m/s小于40 m/s

2.(双选)如图所示,A、B两物体的质量比m A∶m B=3∶2,它们原来静止在平板车C上,A、B间有一根被压缩了的弹簧,A、B与平板车上表面间动摩擦因数相同,地面光滑.当弹簧突然释放后,则有()

A.A、B系统动量守恒 B.A、B、C系统动量守恒

C.小车向左运动 D.小车向右运动

3.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零4.甲、乙两球在光滑水平轨道上同向运动,已知它们的动量分别是p甲=5 kg·m/s,p乙= 7 kg·m/s,甲追乙并发生碰撞,碰后乙球的动量变为p乙′=10 kg·m/s,则关于甲球动量的大小和方向判断正确的是()A.p甲′=2kg·m/s,方向与原来方向相反 B.p甲′=2kg·m/s,方向与原来方向相同

C.p甲′=4 kg·m/s,方向与原来方向相反 D.p甲′=4 kg·m/s,方向与原来方向相同

5.(双选)如图所示,三辆相同的平板小车a、b、c成一直线排列,静止在光滑水平地面上,c车上一个小孩跳到b车上,接着又立即从b车跳到a车上,小孩跳离c车和b车时对地的水平速度相同,他跳到a车上没有走动便相对a车保持静止,此后()

A.a、c两车的运动速率相等

B.a、b两车的运动速率相等

C.三辆车的运动速率关系为v c>v a>v b

D.a、c两车的运动方向一定相反

6.篮球运动员接传来的篮球时,通常要先伸出两臂迎接,手接触到球后,两臂随球迅速引至胸前.这样做可以()

A.减小球对手的冲量 B.减小球的动量变化率

C.减小球的动量变化量 D.减小球的动能变化量

7.玻璃茶杯从同一高度掉下,落在水泥地上易碎,落在海锦垫上不易碎,这是因为茶杯与水泥地撞击过程中()

A.茶杯动量较大 B.茶杯动量变化较大

C.茶杯所受冲量较大 D.茶杯动量变化率较大

8.质量为m的钢球自高处落下,以速率v1碰地,竖直向上弹回,碰撞时间极短,离地的速率为v2.在碰撞过程中,钢球受到的冲量的方向和大小为()

A.向下,m(v1-v2) B.向下,m(v1+v2)

C.向上,m(v1-v2) D.向上,m(v1+v2)

9.质量为5 kg的物体,原来以v=5 m/s的速度做匀速直线运动,现受到跟运动方向相同的冲量15 N·s的作用,历时4 s,物体的动量大小变为()

A.80 kg·m/s B.160 kg·m/s C.40 kg·m/s D.10 kg·m/s

10.(双选)一物体竖直向上抛出,从开始抛出到落回抛出点所经历的时间是t,上升的最大高度是H,所受空气阻力大小恒为F,则在时间t内()

A.物体受重力的冲量为零

B.在上升过程中空气阻力对物体的冲量比下降过程中的冲量小

C.物体动量的增量大于抛出时的动量

D.物体机械能的减小量等于FH

二、填空题(每小题6分,共30分。把正确答案填在题中的横线上)

11.甲乙两船自身质量为120 kg,都静止在静水中,当一个质量为30 kg的小孩以相对于地面6 m/s的水平速度从甲船跳上乙船时,不计阻力,甲、乙两船速度大小之比:v甲∶v乙=_______.

12.如图所示,甲、乙两辆完全一样的小车,质量都为M,乙车内用绳吊一质量为0.5 M的小球,当乙车静止时,甲车以速度v与乙车相碰,碰后连为一体,则碰后两车的共同速度为_______.当小球摆到最高点时,

速度为_______.

13.质量为m=0.10 kg的小钢球以v0=10 m/s的水平速度抛出,下落h=5 m时撞击一钢板,撞后速度恰好反向,则钢板与水平面的夹角θ=_______.刚要撞击钢板时小球的动量大小为_______.(取g=10 m/s2)

14.一个物体的质量是2 kg,沿竖直方向下落,以10 m/s的速度碰到水泥地面上,随后又以8 m/s的速度被反弹回,若取竖直向上为正方向,则小球与地面相碰前的动量是_______kg·m/s,相碰后的动量

是_______kg·m/s,小球的动量变化是_______kg·m/s.

15.两个质量相同的小球A、B,中间用轻弹簧相连,放在光滑的水平面上,A球挨着左墙壁,如图所示.若用水平向左的短时冲量I作用于B球,B球将弹簧压缩,弹簧的最大弹性势能是4 J,当A球离开墙壁瞬间,B球的动量大小是2 kg·m/s.则B球的质量是________;水平冲量I的大小是________.

三、解答题(共30分)要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能给分。有

数值计算的题,答案中应明确写出数值和单位。

16.(10分)质量为M的小船以速度v0行驶,船上有两个质量皆为m的小孩a和b,分别静止站在船头和船尾.现在小孩a沿水平方向以速率v(相对于静止水面)向前跃入水中,然后小孩b沿水平方向以同一速率v(相对于静止水面)向后跃入水中.求小孩b跃出后小船的速度.

17.(10分)如图所示,甲车的质量是2 kg,静止在光滑水平面上,上Array表面光滑,右端放一个质量为1 kg的小物体.乙车质量为4 kg,以5 m/s

的速度向左运动,与甲车碰撞以后甲车获得8 m/s的速度,物体滑到乙

车上.若乙车足够长,上表面与物体的动摩擦因数为0.2,则物体在乙

车上表面滑行多长时间相对乙车静止?(g取10 m/s2)

18.(10分)如图所示,质量M=0.040kg的靶盒A静止在光滑水平导轨上的O点,水平轻质弹簧一端栓在固定挡板P上,另一端与靶盒A连接。Q处有一固定的发射器B,它可以瞄准靶盒发射一颗水平速度为

v0=50m/s,质量m=0.010kg的弹丸,当弹丸打入靶盒A后,便留在盒内,碰撞时间极短。不计空气阻力。

求弹丸进入靶盒A后,弹簧的最大弹性势能为多少?

动量守恒定律单元测试题参考答案

1.A 2.BC 3.D 4.B 5.CD 6.B 7.D 8.D 9.C 10.BC

11.5∶4

12.

5

2;2v v 13.45°;2kg ·m/s 小球撞击后速度恰好反向,说明撞击前速度与钢板垂直.利用这一结论可求得钢板与水平面的夹角θ=45°,利用平抛运动规律(或机械能守恒定律)可求得小球与钢板撞击前的速度大小

v =2v 0=102m/s ,因此其动量的大小为p =mv =2kg ·m/s .

14.-20;16;36

15.0.5 kg ;2 N ·s 用水平向左的短时冲量I 作用于B 球后,B 球获得一定的动量,向左压缩弹簧,压缩过程中,B 球的动能转化为弹簧的弹性势能,机械能守恒.B 球速度为零时,弹簧弹性势能最大为4 J ,当A 球离开墙壁瞬间,弹簧刚好恢复原长,B 球动能为4 J ,而B 球的动量大小是2 kg ·m/s ,由动量公式p=mv 和动能公式E k =

2

1mv 2

,可求出B 球的质量0.5 kg ,同时可知B 球压缩弹簧前的动量大小也是2 kg ·m/s ,据动

量定理,水平冲量I 的大小是2 N ·s .

16.因均是以对地(即题中相对于静止水面)的水平速度,所以先后跃入水中与同时跃入水中结果相同.

设小孩b 跃出后小船向前行驶的速度为v ,取v 0为正向,根据动量守恒定律,有(M +2m )v 0=Mv +mv -mv 解得:v =(1+

M

m

2)v 017.(10分)乙与甲碰撞动量守恒:

m 乙v 乙=m 乙v 乙′+m 甲v 甲′

小物体m 在乙上滑动至有共同速度v ,对小物体与乙车运用动量守恒定律得

m 乙v 乙′=(m +m 乙)v

对小物体应用牛顿第二定律得a =μg

所以t =v /μg

代入数据得t =0.4 s

18.(10分)解析:(1)弹丸进入靶盒A 后,弹丸与靶盒A 的共同速度设为v ,由系统动量守恒得

v M m mv )(0+= (3分)

靶盒A 的速度减为零时,弹簧的弹性势能最大,由系统机械能守恒得

2)(21v M m E P += (3分)解得 2

2)

(2v M m m E P += (2分)代入数值得 5.2=P E J (2分)

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