文档视界 最新最全的文档下载
当前位置:文档视界 › 动量守恒定律单元测试题

动量守恒定律单元测试题

动量守恒定律单元测试题
动量守恒定律单元测试题

第16章《动量守恒定律》章末测试题(提高篇)

一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分,在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)

1.如图,质量为3 kg 的木板放在光滑的水平地面上,质量为1 kg 的木块放

在木板上,它们之间有摩擦,木板足够长,两者都以4 m/s 的初速度向相反方向运动.当木板的速度为2.4 m/s 时,木块( )

A.处于匀速运动阶段

B.处于减速运动阶段

C.处于加速运动阶段

D.静止不动

2.如图所示,位于光滑水平桌面,质量相等的小滑块P 和Q 都可以视作质点,Q 与轻质弹簧相连,设Q 静止,P 以某一初动能E0水平向Q 运动并与弹簧发生相互作用,若整个作用过程中无机械能损失,

用E1表示弹簧具有的最大弹性势能,用E2表示Q 具有的最大动能,则( )

A .201E E =

B .01E E =

C .202E E =

D .02

E E =

3.光滑水平桌面上有两个相同的静止木块(不是紧捱着),枪沿两个木块连线方向以一定的初速度发射一颗子弹,子弹分别穿过两个木块。假设子弹穿过两个木块时受到的阻力大小相同,且子弹进入木块前两木块的速度都为零。忽略重力和空气阻力的影响,那么子弹先后穿过两个木块的过程中( )

A.子弹两次损失的动能相同

B.每个木块增加的动能相同

C.因摩擦而产生的热量相同

D.每个木块移动的距离不相同

4.如图所示,一个木箱原来静止在光滑水平面上,木箱内粗糙的底板上放着一个小木块。木

箱和小木块都具有一定的质量。现使木箱获得一个向右的初速度v 0,则( )

A .小木块和木箱最终都将静止

B .小木块最终将相对木箱静止,二者一起向右运动

C .小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞,而木箱一直向右运动

D .如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止,则二者将一起向左运动

5.质量为m a =1kg ,m b =2kg 的小球在光滑的水平面上发生碰撞,碰撞前后两球的位移—时

间图象如图所示,则可知碰撞属于( )

A .弹性碰撞

B .非弹性碰撞

C .完全非弹性碰撞

D .条件不足,不能确定

6.人的质量m =60kg ,船的质量M =240kg ,若船用缆绳固定,船离岸1.5m 时,人可以跃上岸。

若撤去缆绳,如图所示,人要安全跃上岸,船离岸至多为(不计水的阻力,两次人消耗的能量相

等)( )

A .1.5m

B .1.2m C.1.34m D .1.1m

7.如图所示,A 、B 两物体质量之比m A ∶m B =3∶2,原来静止在平板小车C 上,A 、B 间有一根

被压缩的弹簧,地面光滑。当两物体被同时释放后,则( )

A .若A 、

B 与平板车上表面间的动摩擦因数相同,A 、B 组成系统的动量守恒

B .若A 、B 与平板车上表面间的动摩擦因数相同,A 、B 、

C 组成系统的动量守恒

C .若A 、B 所受的摩擦力大小相等,A 、B 组成系统的动量守恒

D .若A 、B 所受的摩擦力大小相等,A 、B 、C 组成系统的动量守恒

8.如图所示,三辆完全相同的平板小车a 、b 、c 成一直线排列,静止在光滑水平面上。c

车上有一小孩跳到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 车上相对a 车保持静止,此后( )

A .a 、b 两车运动速率相等

B .a 、c 两车运动速率相等

C .三辆车的速率关系v c >v a >v b

D .a 、c 两车运动方向相反

9.如图甲所示,一轻弹簧的两端与质量分别为m 1和m 2的两物块A 、B 相连接,

并静止在光滑的水平面上。现使B 瞬时获得水平向右的速度3m/s ,以此刻为计时

起点,两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示,从图象信息可得

A .在t 1、t 3时刻两物块达到共同速度1m/s ,且弹簧都处于伸长状态

B .从t 3到t 4时刻弹簧由压缩状态恢复到原长

C .两物体的质量之比为m 1∶m 2=1∶2

D .在t 2时刻A 与B 的动能之比为

E k1∶E k2=8∶1

10.在光滑的水平桌面上有等大的质量分别为M =0.6kg ,m =0.2kg 的两个小球,中间

夹着一个被压缩的具有E p =10.8J 弹性势能的轻弹簧(弹簧与两球不相连)

,原来处于静止

状态。现突然释放弹簧,球m脱离弹簧后滑向与水平面相切、半径为R=0.425m的竖直放置的光滑半圆形轨道,如图所示。g取10m/s2。则下列说法正确的是()

A.球m从轨道底端A运动到顶端B的过程中所受合外力冲量大小为3.4N·s

B.M离开轻弹簧时获得的速度为9m/s

C.若半圆轨道半径可调,则球m从B点飞出后落在水平桌面上的水平距离随轨道半径的增大而减小

D.弹簧弹开过程,弹力对m的冲量大小为1.8N·s

二、填空题(共2小题,共16分。把答案直接填在横线上)

11.(6分)如图所示,在橄榄球比赛中,一个质量为95kg的橄榄球前锋以5m/s

的速度跑动,想穿越防守队员到底线触地得分。就在他刚要到底线时,迎面撞上了

对方两名质量均为75kg的队员,一个速度为2m/s,另一个为4m/s,然后他们就扭

在了一起。

(1)他们碰撞后的共同速率是________(结果保留一位有效数字)。

(2)在框中标出碰撞后他们动量的方向,并说明这名前锋能否得分:________。

12.(10分)如图1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:

先安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下

重垂线所指的位置O。

接下来的实验步骤如下:

步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地

面上。重复多次,用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,其圆心

就是小球落点的平均位置;

步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘位置B,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞,重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置;

步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离,即线段OM、OP、ON的长度。

(1)对于上述实验操作,下列说法正确的是________。

A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下B.斜槽轨道必须光滑

C.斜槽轨道末端必须水平D.小球1质量应大于小球2的质量

(2)上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外,还需要测量的物理量有________。

A.A、B两点间的高度差h1 B.B点离地面的高度h2

C.小球1和小球2的质量m1、m2 D.小球1和小球2的半径r

(3)当所测物理量满足表达式____________(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。如果还满足表达式______________(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞时无机械能损失。

(4)完成上述实验后,某实验小组对上述装置进行了改造,如图2所示。在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面,斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下,重复实验步骤1和2的操作,得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′。用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为l1,l2、l3。则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为________________(用所测物理量的字母表示)。

三、计算题(共4小题,共54分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)

13.(8分)如图所示,A、B、C三个木块的质量均为m,置于光滑的水平桌面上,B、C之间有一轻质弹簧,弹簧的两端与木块接触而不固连。将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把B和C紧连,使弹簧不能伸展,以至于B、C可视为一个整体。现A以初速v0沿B、C的连线方向朝B运动,与B相碰并粘合在一起。以后细线突然断开,弹簧伸展,

从而使C与A、B分离。已知C离开弹簧后的速度为v0。求弹簧释放的势能。

14.(10分)40kg的女孩骑自行车带30kg的男孩(如图所示),行驶速度2.5m/s。自行车行驶时,男孩要从车上下来。

(1)他知道如果直接跳下来,他可能会摔跤,为什么?

(2)男孩要以最安全的方式下车,计算男孩安全下车的瞬间,女孩和自行车的速度。

(3)以自行车和两个孩子为系统,试比较计算在男孩下车前、后整个系统的动能值,并解释之。

15.(8分)如图所示,甲车的质量是m甲=2.0kg,静止在光滑水平面上,上表面光滑,右端放一个质量为m=1.0kg 可视为质点的小物体,乙车质量为m乙=4.0kg,以v乙=9.0m/s的速度向左运动,与甲车碰撞以后甲车获得v甲′=8.0m/s 的速度,物体滑到乙车上,若乙车上表面与物体的动摩擦因数为0.50,则乙车至少多长才能保证物体不从乙车上滑下?(g取10m/s2)

16.(12分)在光滑水平面上静置有质量均为m的木板AB和滑块CD,木板AB上表面粗糙.动摩擦因数为

,滑

块CD上表面是光滑的1/4圆弧,其始端D点切线水平且在木板AB上表面内,它们紧靠在一起,如图所示.一可视为质点的物块P,质量也为m,从木板AB的右端以初速度v0滑上木板AB,过B点时速度为v0/2,又滑上滑块CD,最终恰好能滑到滑块CD圆弧的最高点C处,求:

(1)物块滑到B处时木板的速度v AB;

(2)木板的长度L;

(3)滑块CD圆弧的半径

17.(16分)如图1所示,木板A静止在光滑水平面上,一小滑块B(可视为质点)以某一水平初速度从木板的左端冲上木板。

(1)若木板A的质量为M,滑块B的质量为m,初速度为v0,且滑块B没有从木板A的右端滑出,求木板A最终的速度v。

(2)若滑块B以v1=3.0m/s的初速度冲上木板A,木板A最终速度的大小为v=1.5m/s;若滑块B以初速度v2=7.5m/s 冲上木板A,木板A最终速度的大小也为v=1.5m/s。已知滑块B与木板A间的动摩擦因数μ=0.3,g取10m/s2。求木板A的长度L。

(3)若改变滑块B冲上木板A的初速度v0,木板A最终速度v的大小将随之变化。请你在图2中定性画出v-v0图线。

参考答案

1.【答案】C

【解析】:木板和木块组成的系统动量守恒,设它们相对静止时的共同速度为v ,以木板运动的方向为正方向,则:Mv 1-mv 2=(M+m)v

v==2 m/s ,方向与木板运动方向相同.在这之前,木板一直做匀减速运动,木块先做匀减速运动,当相对地面的速度为零时,再反向向右做匀加速运动,直到速度增大到2 m/s.设当木块对地速度为零时,木板速度为v ′,则:Mv 1-mv 2=Mv ′,v ′=

=2.67 m/s ,大于2.4 m/s ,故木板的速度为2.4 m/s 时,木块处在反向向右加速运动阶段,

C 正确.

2.【答案】AD

【解析】:P 、Q 相互作用的过程中满足动量守恒和机械能守恒,当P 、Q 速度相等时,系统的动能损失最大,此时弹簧的弹性势能最大,根据动量守恒和机械能守恒可以求得A 项正确,由于P 、Q 的质量相等,故在相互作用过程中发生速度交换,当弹簧恢复原长时,P 的速度为零,系统的机械能全部变为Q 的动能,D 正确。

3.【答案】AD

【解析】:设木块的长度为L ,子弹穿过木块过程中对木块的作用力为f 。子弹穿过木块

过程中,子弹和木块阻力组成的系统克服阻力做功为fL ,所以两次系统损失的动能相同,因摩擦而产生的热量相同,C 正确。在同一个速度-时间图象上作出子弹和木块的运动图象,如图所示。从图象可知,子弹的运动图线与木块的运动图线与坐标轴围成的面积等于木块的长度L ,两次应相同,但子弹第二次穿过木块时初速度小,因而时间长;木块第二次的位移大,木块增加的动能多;子弹损失的动能也多。D 正确

4.【答案】:B

【解析】:木箱和小木块具有向右的动量,并且相互作用的过程中总动量守恒,A 、D 错;由于木箱与底板间存在摩擦,小木块最终将相对木箱静止,B 对、C 错。

5.【答案】:A

【解析】:由x -t 图象知,碰撞前v a =3m/s ,v b =0,碰撞后v a ′=-1m/s ,v b ′=2m/s ,碰撞前动能12m a v 2a +12m b v 2b =92

J ,碰撞后动能12m a v a ′2+12m b v b ′2=92

J ,故机械能守恒;碰撞前动量m a v a +m b v b =3kg·m/s ,碰撞后动量m a v a ′+m b v b ′=3kg·m/s ,故动量守恒,所以碰撞属于弹性碰撞。

6.【答案】:C

【解析】:船用缆绳固定时,设人起跳的速度为v 0,则x 0=v 0t 。

撤去缆绳,由动量守恒0=m v 1-M v 2,两次人消耗的能量相等,即动能不变,12m v 20=12m v 21+12

M v 22, 解得v 1=M M +m v 0

故x 1=v 1t =M M +m x 0

≈1.34m ,C 正确。 7.【答案】:BCD

【解析】:弹簧突然释放后,A 、B 受到平板车的滑动摩擦力f =μF N ,F N A >F N B ,若μ相同,则f A >f B ,A 、B 组成系统的合外力不等于零,故A 、B 组成的系统动量不守恒,选项A 不正确;若A 、B 与小车C 组成系统,A 与C ,B 与C 的摩擦力则为系统内力,A 、B 、C 组成的系统受到的合外力为零,该系统动量守恒,选项B 、D 正确;若A 、B 所受的摩擦力大小相等,A 、B 组成系统,A 、B 受到的摩擦力合力为零,该系统动量也是守恒的,选项C 正确。

8.【答案】:CD

【解析】:若人跳离b 、c 车时速度为v ,由动量守恒定律知,人和c 车组成的系统:0=-M 车v c +m 人v

对人和b 车:m 人v =-M 车v b +m 人v

对人和a 车:m 人v =(M 车+m 人)·v a

所以:v c =m 人v M 车,v b =0,v a =m 人v M 车+m 人

即v c >v a >v b ,并且v c 与v a 方向相反。

9.【答案】:BD

【解析】:选项A ,交点表示速度相同,由A 的速度图象知t 1时刻正在加速,说明弹簧被拉伸,t 3时刻,正在减速,说明弹簧被压缩,故选项A 错误;选项B ,t 3时刻,A 正在减速,说明弹簧被压缩,t 4时刻A 的加速度为零,说明弹簧处于原长,故选项B 正确;选项C ,对0到t 1过程使用动量守恒定律得3m 2=(m 1+m 2)×1,故m 1∶m 2=2∶1,故选项C 错误;选项D ,由动能m v 22

结合t 2时刻各自速度知动能之比为8∶1,故选项D 正确。 10.【答案】:AD

【解析】:释放弹簧过程中,由动量守恒定律得M v 1=m v 2,由机械能守恒定律得E p =12M v 21+12

m v 22 解得v 1=3m/s ,v 2=9m/s ,故B 错误;

对m ,由A 运动到B 的过程由机械能守恒定律得

12m v 22=12m v ′22

+mg ×2R ,得v 2′=8m/s 由A 运动到B 的过程由动量定理得

I 合=m v 2′-(-m v 2)=3.4N·s ,故A 正确;球m 从B 点飞出后,由平抛运动可知:水平方向x =v 2′t ,竖直方向2R =12

gt 2 解得x =25.6R ,故C 错误;

弹簧弹开过程,弹力对m 的冲量I =m v 2=1.8N·s ,故D 正确。

11.【答案】:(1)0.1m/s (2)能够得分

【解析】:(1)设前锋运动员的质量为M 1,两防守队员质量均为M 2,速度分别为v 1、v 2、v 3,碰撞后的速度为v ,设v 1方向为正方向

由动量守恒定律得

M 1v 1-M 2v 2-M 2v 3=(M 1+2M 2)v

代入数据解得

v =0.1m/s

(2)因v >0,故碰后总动量p ′的方向与p A 方向相同,碰撞后的状态如图所示,即他们都过了底线,该前锋能够得分。

12.【答案】:(1)ACD (2)C (3)m 1OP =m 1OM +m 2ON m 1(OP )2=m 1(OM )2+m 2(ON )2 (4)m 1l 2=m 1l 1+m 2l 3

【解析】:(1)因为平抛运动的时间相等,根据v =x t

,所以用水平射程可以代替速度,则需测量小球平抛运动的射程,故应保证斜槽末端水平,小球每次都从同一点滑下;同时为了小球2能飞的更远,防止1反弹,球1的质量应大于球2的质量,故A 、C 、D 正确,B 错误。

(2)根据动量守恒得:m 1·OP =m 1·OM +m 2·ON ,所以除了测量线段OM 、OP 、ON 的长度外,还需要测量的物理量是小球1和小球2的质量m 1、m 2。

(3)因为平抛运动的时间相等。则水平位移可以代表速度,OP 是A 球不与B 球碰撞平抛运动的位移,该位移可以代表A 球碰撞前的速度,OM 是A 球碰撞后平抛运动的位移,该位移可以代表碰撞后A 的速度,ON 是碰撞后B 球的水平位移,该位移可以代表碰撞后B 球的速度,当所测物理量满足表达式m 1·OP =m 1·OM +m 2·ON ,说明两球碰

撞遵守动量守恒定律,由功能关系可知,只要12m 1v 20=12m 1v 21+12

m 2v 22成立则机械能守恒,故若m 1·OP 2=m 1·OM 2+m 2·ON 2成立,说明碰撞过程中机械能守恒。

(4)碰撞前,m 1落在图中的P ′点,设其水平初速度为v 1,小球m 1和m 2发生碰撞后,m 1的落点在图中M ′点,设其水平初速度为v 1′,m 2的落点是图中的N ′点,设其水平初速度为v 2,设斜面与水平面的倾角为α,

由平抛运动规律得:L p ′sin α=12

gt 2,L p ′cos α=v 1t 解得v 1=gL p ′cos 2α2sin α

同理v 1′=gL M ′cos 2α2sin α,v 2=gL N ′cos 2α2sin α

,可见速度正比于L 所以只要验证m 1l 2=m 1l 1+m 2l 3即可。

13.【答案】:13m v 20

【解析】:设碰后A 、B 和C 的共同速度的大小为v ,由动量守恒定律得

3m v =m v 0① 设C 离开弹簧时,A 、B 的速度大小为v 1,由动量守恒定律得

3m v =2m v 1+m v 0②

设弹簧的弹性势能为E p ,从细线断开到C 与弹簧分开的过程中机械能守恒,有

12(3m )v 2+E p =12(2m )v 21+12

m v 20③ 由①②③式得弹簧所释放的势能为E p =13m v 20

14.【答案】:(1)由于惯性 (2)4m/s (3)250J 400J 男孩下车时用力向前推了自行车,对系统做了正功,使系统的动能增加了150J

【解析】:(1)如果直接跳下来,人具有和自行车相同的速度,脚着地后,脚的速度为零,由于惯性,上身继续向前倾斜,因此他可能会摔跤。所以他下来时用力往前推自行车,这样他下车时可能不摔跤。

(2)男孩最安全的下车方式是:下车瞬间相对地的速度为零。

男孩下车前后,对整体由动量守恒定律有:

(m 1+m 2+m 3)v 0=(m 1+m 2)v

得v =4m/s(m 1表示女孩质量,m 2表示自行车质量,m 3表示男孩质量)

(3)男孩下车前系统的动能

E k =12(m 1+m 2+m 3)v 20=12

(40+10+30)×(2.5)2J =250J 男孩下车后系统的动能

E k =12(m 1+m 2)v 2=12

(40+10)×42J =400J 男孩下车时用力向前了推自行车,对系统做了正功,使系统的动能增加了150J 。

15.【答案】:2m

【解析】:乙与甲碰撞动量守恒:

m 乙v 乙=m 乙v 乙′+m 甲v 甲′

小物块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

由能量关系得:μmg Δx =12m 乙v 乙′2-12(m 乙+m )v 2 代入数据得:Δx =2m ,所以车长至少为2m 。

16.【答案】:(1)

40v v AB =(2)g v L μ16520=(3)

g v R 6420= 【解析】:(1)由点A 到点B 时,取向左为正.由动量守恒得 AB B v m mv mv ?+=20,又20v v B =,则40

v v AB =

(2)由点A 到点B 时,根据能量守恒得 mgL v m v m mv μ=-?-202020)4(21)16(21221,则

g v L μ16520= (3)由点D 到点C,滑块CD 与物块P 的动量守恒,机械能守恒,得

共m v v m v m 24200=?+?

2共2020221)16(21)4(21mv v m v m mgR ?-+= 解之得g v R v v 648320

0==,共 17.【分析】:(1)以AB 整体分析,整个过程动量守恒;(2)滑块B 以以v 1=3.0m/s 和v 2=7.5m/s 的初速度冲上木板A ,木板A 最终速度的大小也为v=1.5m/s ,说明一个滑块未掉下达到共同速度,利用动量守恒定律可求两物体质量关系,速度大时,滑块滑下,根据运动学公式求解即可;(3)两个过程,滑块初速度较小时,滑块掉不下来根据动量

守恒定律,寻找关系;当速度较大时,滑块滑下,根据相对位移不变为木板长度列式找关系.

【解析】:(1)设向右方向为正,木板A和滑块B的系统动量守恒,则有:

所以

(2)由题意得:滑块B以v1=3.0m/s的初速度冲上木板A,滑块未掉下就达到共同速度,由动量守恒定律得:mv1=(M+m)v即:3m=1.5(m+M)解得:M=m

当滑块B以v1=7.5m/s的初速度冲上木板A,滑块掉下。

由牛顿第二定律得:

对滑块:a1=μmg/m=μg=0.3×10m/s2=3m/s2

对木板:a2=μmg/M=μg=0.3×10m/s2=3m/s2

滑块在木板上运动时间为:t=v/a1=1.5/3s=0.5s

这段时间内滑块前进的位移为:

x1=v0t?1/2a1t2=7.5×0.5?1/2×3×0.52m=3.375m

木板前进的位移为:x2=1/2a2t2=1/2×3×0.52m=0.375m

木板A的长度为:L=x1-x2=3.375-0.375m=3m

(3)滑块的初速度比较小时,滑块掉不下去,

根据动量守恒得,滑块和木板的速度相同为:v=mv0/(m+M),即v与v0成正比;

当滑块初速度比较大时,滑块掉下,相对位移不变,设滑块掉下去时,木板的速度为v;

滑块在木板上运动时间为:t=v/a2=v/3

这段时间内滑块前进的位移为:

x1=v0t?1/2a1t2=v0×v/3?1/2×3×(v0/3)2=vv0/3?v2/6

木板前进的位移为:x2=1/2a2t2=1/2×3×(v/3)2=v2/6

L=x1?x2=vv0/3?v2/6?v2/6=(vv0-v2)/3

即:v0=v+9/v,

当且仅当v=9/v,即v=3m/s时,v0有最小值,即当v0≥3+9/3m/s=6m/s,滑块滑下木板,其图象如图所示:

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

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

莆田市《动量守恒定律》单元测试题含答案

莆田市《动量守恒定律》单元测试题含答案 一、动量守恒定律 选择题 1.如图甲,质量M =0.8 kg 的足够长的木板静止在光滑的水平面上,质量m =0.2 kg 的滑块静止在木板的左端,在滑块上施加一水平向右、大小按图乙所示随时间变化的拉力F ,4 s 后撤去力F 。若滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g =10 m/s 2,则下列说法正确的是 A .0~4s 时间内拉力的冲量为3.2 N·s B .t = 4s 时滑块的速度大小为9.5 m/s C .木板受到滑动摩擦力的冲量为2.8 N·s D .2~4s 内因摩擦产生的热量为4J 2.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 -= 3.一质量为m 的物体静止在光滑水平面上,现对其施加两个水平作用力,两个力随时间变化的图象如图所示,由图象可知在t 2时刻物体的( )

A .加速度大小为 t F F m - B .速度大小为 ()()021t F F t t m -- C .动量大小为()()0212t F F t t m -- D .动能大小为()()2 2 0218t F F t t m -- 4.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 5.如图所示,将一光滑的、质量为4m 、半径为R 的半圆槽置于光滑水平面上,在槽的左侧紧挨着一个质量为m 的物块.今让一质量也为m 的小球自左侧槽口A 的正上方高为R 处从静止开始落下,沿半圆槽切线方向自A 点进入槽内,则以下结论中正确的是( ) A .小球在半圆槽内第一次由A 到最低点 B 的运动过程中,槽的支持力对小球做负功 B .小球第一次运动到半圆槽的最低点B 时,小球与槽的速度大小之比为41︰ C .小球第一次在半圆槽的最低点B 时对槽的压力为133 mg D .物块最终的动能为 15 mgR 6.如图甲所示,质量M =2kg 的木板静止于光滑水平面上,质量m =1kg 的物块(可视为质点)以水平初速度v 0从左端冲上木板,物块与木板的v -t 图象如图乙所示,重力加速度大小为10m/s 2,下列说法正确的是( )

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

动量守恒定律单元检测附答案

动量守恒定律单元测试 一.选择题(共14小题) 1.(多选)质量为m的物块甲以3m/s的速度在光滑水平面上运动,有一轻弹簧固定其上,另一质量也为m的物块乙以4m/s的速度与甲相向运动,如图所示,则() A.甲、乙两物块在弹簧压缩过程中,动量守恒 B.当两物块相距最近时,物块甲的速率为零 C.当物块甲的速率为1m/s时,物块乙的速率可能为2m/s,也可能为0 D.物块甲的速率可能达到5m/s 2.如图所示,质量为M的木块位于光滑水平面上,在木块与墙之间用轻弹簧连接,开始时木块静止在A位置.现有一质量为m的子弹以水平速度v0射向木块并嵌入其中,则当木块回到A位置时的速度v以及此过程中墙对弹簧的冲量I的大小分别为() A.v=,I=0 B.v=,I=2mv0 C.v=,I=D.v=,I=2mv0 3.一物体做直线运动的x﹣t图象如图所示,其中OA和BC段为抛物线,AB段为直线并且与两段抛物线相切.物体的加速度、速度、动能、动量分别用a、v、E k、P表示,下列表示这些物理量的变化规律可能正确的是()

A.B. C.D. 4.如图所示,质量为m 的小滑块(可视为质点),从h 高处的A 点由静止开始沿斜面下滑,停在水平地面上的 B 点(斜面和水平面之间有小圆弧平滑连接).要使物体能原路返回,在 B 点需给物体的瞬时冲量最小应是() A.2m B.m C.D.4m 5.(多选)将质量相等的三只小球A、B、C从离地同一高度以大小相同的初速度分别上抛、下抛、平抛出去,空气阻力不计,那么,有关三球动量和冲量的情况是()A.三球刚着地时的动量大小相同 B.三球刚着地时的动量各不相同 C.三球从抛出到落地时间内,受重力冲量最大的是A球,最小的是B球 D.三球从抛出到落地时间内,受重力冲量均相同 6.(多选)测量运动员体能的装置如图所示,质量为m1的运动员将绳拴在腰间并沿水平方向跨过滑轮(不计滑轮质量及摩擦),下端悬吊一个m2的重物,人用力向后蹬传送带,而人的重心不动,使传送带以v的速率向后运动,则不正确的是()

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

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

《动量守恒定律》单元测试题含答案(4)

《动量守恒定律》单元测试题含答案(4) 一、动量守恒定律 选择题 1.两滑块a 、b 沿水平面上同一条直线运动,并发生碰撞,碰撞后两者粘在一起运动.两者的位置x 随时间t 变化的图象如图所示.若a 滑块的质量a m 2kg =,以下判断正确的是 ( ) A .a 、b 碰撞前的总动量为3 kg m /s ? B .碰撞时a 对b 所施冲量为4 N s ? C .碰撞前后a 的动量变化为4 kg m /s ? D .碰撞中a 、b 两滑块组成的系统损失的动能为20 J 2.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 -= 3.将质量为m 0的木块固定在光滑水平面上,一颗质量为m 的子弹以速度v 0沿水平方向射入木块,子弹射穿木块时的速度为 3 v .现将同样的木块放在光滑的水平桌面上,相同的子弹仍以速度v 0沿水平方向射入木块,设子弹在木块中所受阻力不变,则以下说法正确的是()

A.若m0=3m,则能够射穿木块 B.若m0=3m,子弹不能射穿木块,将留在木块中,一起以共同的速度做匀速运动 C.若m0=3m,子弹刚好能射穿木块,此时子弹相对于木块的速度为零 D.若子弹以3v0速度射向木块,并从木块中穿出,木块获得的速度为v1;若子弹以4v0速度射向木块,木块获得的速度为v2;则必有v1<v2 4.在光滑水平面上,有两个小球A、B沿同一直线同向运动(B在前),已知碰前两球的动量分别为pA=10 kg·m/s、pB=13 kg·m/s,碰后它们动量的变化分别为ΔpA、ΔpB.下列数值可能正确的是( ) A.ΔpA=-3 kg·m/s、ΔpB=3 kg·m/s B.ΔpA=3 kg·m/s、ΔpB=-3 kg·m/s C.ΔpA=-20 kg·m/s、ΔpB=20 kg·m/s D.ΔpA=20kg·m/s、ΔpB=-20 kg·m/s 5.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 6.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3 2 mg

怀化市 最新动量守恒定律单元测试题

怀化市 最新动量守恒定律单元测试题 一、动量守恒定律 选择题 1.在采煤方法中,有一种方法是用高压水流将煤层击碎而将煤采下.今有一采煤用水枪,由枪口射出的高压水流速度为v .设水的密度为ρ,水流垂直射向煤层表面,若水流与煤层作用后速度减为零,则水在煤层表面产生的压强为( ) A .2v ρ B .2 2v ρ C .2 v ρ D .22v ρ 2.如图,质量为m 的小木块从高为h 的质量为M 的光滑斜面体顶端滑下,斜面体倾角为θ,放在光滑水平面上,m 由斜面体顶端滑至底端的过程中,下列说法正确的是 A .M 、m 组成的系统动量守恒 B .M 移动的位移为()tan mh M m θ + C .m 对M 做功为222cos ()(sin )Mm gh M m M m θθ++ D .m 对M 做功为222sin ()(cos ) Mm gh M m M m θ θ++ 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v 0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v 0为600m/s B .在t 1、t 3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t 2时刻弹簧处于自然长度 4.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( )

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

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及解析

动量守恒定律测试题及解析 1.(2019·北京海淀一模)如图所示,站在车上的人,用锤子连续敲打小车。 初始时,人、车、锤子都静止。假设水平地面光滑,关于这一物理过程,下列 说法正确的是( ) A .连续敲打可使小车持续向右运动 B .人、车和锤子组成的系统机械能守恒 C .当锤子速度方向竖直向下时,人和车水平方向的总动量为零 D .人、车和锤子组成的系统动量守恒 解析:选C 人、车和锤子整体看做一个处在光滑水平地面上的系统,水平方向上所受合外力为零,故水平方向上动量守恒,总动量始终为零,当锤子有相对地面向左的速度时,车有向右的速度,当锤子有相对地面向右的速度时,车有向左的速度,故车做往复运动,故A 错误;锤子击打小车时,发生的不是完全弹性碰撞,系统机械能有损耗,故B 错误;锤子的速度竖直向下时,没有水平方向速度,因为水平方向总动量恒为零,故人和车水平方向的总动量也为零,故C 正确;人、车和锤子在水平方向上动量守恒,因为锤子会有竖直方向的加速度,故锤子竖直方向上合外力不为零,竖直方向上动量不守恒,系统总动量不守恒,故D 错误。 2.质量为1 kg 的物体从距地面5 m 高处自由下落,落在正以5 m /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4 kg ,地面光滑,则车后来的速度为(g =10 m/s 2)( ) A .4 m /s B .5 m/s C .6 m /s D .7 m/s 解析:选A 物体和车作用过程中,两者组成的系统水平方向不受外力,水平方向系统的动量守恒。已知两者作用前,车在水平方向的速度v 0=5 m/s ,物体在水平方向的速度v =0;设当物体与小车相对静止后,小车的速度为v ′,取原来小车速度方向为正方向,则根据水平方向系统的动量守恒得:m v +M v 0=(M +m )v ′,解得:v ′=m v +M v 0M +m =4×51+4 m /s =4 m/s ,故选项A 正确,B 、C 、D 错误。 3.[多选](2020·泸州第一次诊断)在2019年世界斯诺克国际锦标赛中,中国选手丁俊晖把质量为m 的白球以5v 的速度推出,与正前方另一静止的相同质量的黄球发生对心正碰,碰撞后黄球的速度为3v ,运动方向与白球碰前的运动方向相同。若不计球与桌面间的摩擦,则( ) A .碰后瞬间白球的速度为2v B .两球之间的碰撞属于弹性碰撞 C .白球对黄球的冲量大小为3m v D .两球碰撞过程中系统能量不守恒 解析:选AC 由动量守恒定律可知,相同质量的白球与黄球发生对心正碰,碰后瞬间白球的速度为 2v ,故A 正确。碰前的动能为12m (5v )2=252m v 2,碰后的动能为12m (3v )2+12m (2v )2=132 m v 2,两球之间的碰撞不属于弹性碰撞,故B 错误。由动量定理,白球对黄球的冲量I 大小就等于黄球动量的变化Δp ,Δp =

动量守恒定律单元测试题

动量守恒定律单元测试题 一、动量守恒定律 选择题 1.如图所示,在光滑水平面上有质量分别为A m 、B m 的物体A ,B 通过轻质弹簧相连接,物体A 紧靠墙壁,细线连接A ,B 使弹簧处于压缩状态,此时弹性势能为p0E ,现烧断细线,对以后的运动过程,下列说法正确的是( ) A .全过程中墙对A 的冲量大小为p02A B E m m B .物体B 的最大速度为 p02A E m C .弹簧长度最长时,物体B 的速度大小为 p02B A B B E m m m m + D .弹簧长度最长时,弹簧具有的弹性势能p p0 E E > 2.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 B .B 运动的最大速度大于1m/s C .B 物体上升到最高点时与初位置的高度差为0.05m D .AB 在最高点的加速度大小等于10m/s 2 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.将质量为m 0的木块固定在光滑水平面上,一颗质量为m 的子弹以速度v 0沿水平方向射入木块,子弹射穿木块时的速度为 3 v .现将同样的木块放在光滑的水平桌面上,相同的子弹仍以速度v 0沿水平方向射入木块,设子弹在木块中所受阻力不变,则以下说法正确的是() A .若m 0=3m ,则能够射穿木块 B .若m 0=3m ,子弹不能射穿木块,将留在木块中,一起以共同的速度做匀速运动 C .若m 0=3m ,子弹刚好能射穿木块,此时子弹相对于木块的速度为零 D .若子弹以3v 0速度射向木块,并从木块中穿出,木块获得的速度为v 1;若子弹以4v 0速度射向木块,木块获得的速度为v 2;则必有v 1<v 2 5.质量分别为3m 和m 的两个物体,用一根细绳相连,中间夹着一根被压缩的轻弹簧,在光滑的水平面上以速度v 0匀速运动.某时刻剪断细绳,质量为m 的物体离开弹簧时速度变为v= 2v 0,如图所示.则在这一过程中弹簧做的功和两物体之间转移的动能分别是 A .2 083 mv 2023 mv B .2 0mv 2032 mv C . 2012mv 2032mv D . 2023mv 2 056 mv 6.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 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

相关文档
相关文档 最新文档