最新动量守恒定律习题及答案
- 格式:doc
- 大小:25.00 KB
- 文档页数:5
最新物理动量守恒定律题20套(带答案)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P .现将两滑块由静止释放,当弹簧恢复原长时,甲的速度大小为2m/s ,此时乙尚未与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和,对两滑块及弹簧组成的系统,设向左的方向为正方向,由动量守恒定律可得: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.如图所示,固定的凹槽水平表面光滑,其内放置U 形滑板N ,滑板两端为半径R=0.45m 的1/4圆弧面.A 和D 分别是圆弧的端点,BC 段表面粗糙,其余段表面光滑.小滑块P 1和P 2的质量均为m .滑板的质量M=4m ,P 1和P 2与BC 面的动摩擦因数分别为μ1=0.10和μ2=0.20,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力.开始时滑板紧靠槽的左端,P 2静止在粗糙面的B 点,P 1以v 0=4.0m/s 的初速度从A 点沿弧面自由滑下,与P 2发生弹性碰撞后,P 1处在粗糙面B 点上.当P 2滑到C 点时,滑板恰好与槽的右端碰撞并与槽牢固粘连,P 2继续运动,到达D 点时速度为零.P 1与P 2视为质点,取g=10m/s 2.问:(1)P 1和P 2碰撞后瞬间P 1、P 2的速度分别为多大? (2)P 2在BC 段向右滑动时,滑板的加速度为多大? (3)N 、P 1和P 2最终静止后,P 1与P 2间的距离为多少?【答案】(1)10v '=、25m/s v '= (2)220.4m/s a = (3)△S=1.47m 【解析】试题分析:(1)P 1滑到最低点速度为v 1,由机械能守恒定律有:22011122mv mgR mv += 解得:v 1=5m/sP 1、P 2碰撞,满足动量守恒,机械能守恒定律,设碰后速度分别为1v '、2v ' 则由动量守恒和机械能守恒可得:112mv mv mv ''=+ 222112111222mv mv mv ''=+ 解得:10v '=、25m/s v '= (2)P 2向右滑动时,假设P 1保持不动,对P 2有:f 2=μ2mg=2m (向左) 设P 1、M 的加速度为a 2;对P 1、M 有:f=(m+M )a 22220.4m/s 5f ma m M m===+ 此时对P 1有:f 1=ma 2=0.4m <f m =1.0m ,所以假设成立. 故滑块的加速度为0.4m/s 2;(3)P 2滑到C 点速度为2v ',由2212mgR mv '= 得23m/s v '= P 1、P 2碰撞到P 2滑到C 点时,设P 1、M 速度为v ,由动量守恒定律得:22()mv m M v mv '=++ 解得:v=0.40m/s 对P 1、P 2、M 为系统:222211()22f L mv m M v '=++ 代入数值得:L=3.8m滑板碰后,P 1向右滑行距离:2110.08m 2v s a ==P 2向左滑行距离:22222.25m 2v s a '==所以P 1、P 2静止后距离:△S=L-S 1-S 2=1.47m考点:考查动量守恒定律;匀变速直线运动的速度与位移的关系;牛顿第二定律;机械能守恒定律.【名师点睛】本题为动量守恒定律及能量关系结合的综合题目,难度较大;要求学生能正确分析过程,并能灵活应用功能关系;合理地选择研究对象及过程;对学生要求较高.3.如图的水平轨道中,AC 段的中点B 的正上方有一探测器,C 处有一竖直挡板,物体P 1沿轨道向右以速度v 1与静止在A 点的物体P 2碰撞,并接合成复合体P ,以此碰撞时刻为计时零点,探测器只在t 1=2 s 至t 2=4 s 内工作,已知P 1、P 2的质量都为m =1 kg ,P 与AC 间的动摩擦因数为μ=0.1,AB 段长L =4 m ,g 取10 m/s 2,P 1、P 2和P 均视为质点,P 与挡板的碰撞为弹性碰撞。
高中物理动量守恒定律题20套(带答案)含解析一、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.如图所示,质量分别为m1和m2的两个小球在光滑水平面上分别以速度v1、v2同向运动,并发生对心碰撞,碰后m2被右侧墙壁原速弹回,又与m1碰撞,再一次碰撞后两球都静止.求第一次碰后m1球速度的大小.【答案】【解析】设两个小球第一次碰后m 1和m2速度的大小分别为和,由动量守恒定律得:(4分)两个小球再一次碰撞,(4分)得:(4分)本题考查碰撞过程中动量守恒的应用,设小球碰撞后的速度,找到初末状态根据动量守恒的公式列式可得3.装甲车和战舰采用多层钢板比采用同样质量的单层钢板更能抵御穿甲弹的射击.通过对一下简化模型的计算可以粗略说明其原因.质量为2m、厚度为2d的钢板静止在水平光滑桌面上.质量为m的子弹以某一速度垂直射向该钢板,刚好能将钢板射穿.现把钢板分成厚度均为d、质量均为m的相同两块,间隔一段距离水平放置,如图所示.若子弹以相同的速度垂直射向第一块钢板,穿出后再射向第二块钢板,求子弹射入第二块钢板的深度.设子弹在钢板中受到的阻力为恒力,且两块钢板不会发生碰撞不计重力影响.【答案】【解析】设子弹初速度为v0,射入厚度为2d的钢板后,由动量守恒得:mv0=(2m+m)V(2分)此过程中动能损失为:ΔE损=f·2d=12mv20-12×3mV2(2分)解得ΔE=13mv20分成两块钢板后,设子弹穿过第一块钢板时两者的速度分别为v1和V1:mv1+mV1=mv0(2分)因为子弹在射穿第一块钢板的动能损失为ΔE损1=f·d=mv2(1分),由能量守恒得:1 2mv21+12mV21=12mv20-ΔE损1(2分)且考虑到v1必须大于V1,解得:v1=13(26v0设子弹射入第二块钢板并留在其中后两者的共同速度为V2,由动量守恒得:2mV 2=mv 1(1分) 损失的动能为:ΔE′=12mv 21-12×2mV 22(2分) 联立解得:ΔE′=13(1)22+×mv 2因为ΔE′=f·x (1分), 可解得射入第二钢板的深度x 为:(2分)子弹打木块系统能量损失完全转化为了热量,相互作用力乘以相对位移为产生的热量,以系统为研究对象由能量守恒列式求解4.(1)(5分)关于原子核的结合能,下列说法正确的是 (填正确答案标号。
动量守恒定律练习一、选择题1、关于系统动量守恒正确的说法是:A.只要系统所受的合外力的冲量为零,系统动量就守恒B.只要系统内有摩擦力,动量就不可能守恒C.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D.各物体动量的增量的矢量和一定为零2、ab两球在光滑的水平面上沿同一直线发生正碰,作用前动量Pa=10kgm/s,Pb=0,碰撞过程中,动量变化△P=-20kgm/s,则作用后Pb为:A.-20 kgm/s B.-10kgm/s C.20kgm /s D.10kgm/s3、两物体ma=2mb,中间有一压缩弹簧,放在光滑的水平面上,现由静止同时放开后一小段时间内:A.a的速率是b的一半B.a的动量大C.a的受力大D.系统总动量为零4、质量为m的子弹水平飞行击穿一块原静止在光滑水平面上质量为M的木块,在子弹穿透木块的过程中:A.m和M所受的冲量相等B.子弹和木块的速度的变化量相等C.子弹和木块的动量变化量大小相等D.子弹和木块作为系统的总动量守恒5、1kg的物体在距地面高5m处自由下落,落在正以5m /s沿光滑水平面匀速前进的砂车中,砂车质量为4kg,则当物体与车相对静止后,车速为:A.3m/s B.4m/s C.5m/s D.6m /s6、质量为m的小球A以速度v与质量为3m的静止小球B发生正碰后以v/2的速度被反弹回,则正碰后B球的速度大小是:A、v/6B、2vC、v/2 D、v/37、m的M碰撞前后的s-t图如图所示,由图可知:A.m:M=1: 3 B.m:M=3:1C.m:M=l:1 D、m:M=l:28、质量为m的人站在长为L的船M一端,系统原来静止。
当人从船一端走到另一端过程中,不计水的阻力A.人速度大,船后退的速度也大B.人突然停止,船也突然停止C.人突然停止时,船由于惯性仍在运动D.人从一端走到另一端时,船后退了mL/(M+m)9、如图所示,A、B两物体彼此接触静止于光滑的水平桌面上,物体A的上表面是半径为R的光滑圆形轨道,物体C由静止开始从A上圆形轨道的右侧最高点下滑,则有:A.A和B不会出现分离现象B.当C第一次滑到圆弧最低点时,A和B开始分离C.A将会在桌面左边滑出D.A不会在桌面上滑出10、如图所示,A、B两质量相等的物体静止在平板小车C上,A、B之间有一根被压缩的弹簧,A、B与平板车的上表面间的滑动摩擦力之比为3:2,地面光滑,当压缩弹簧突然释放后,则:A.A、B系统动量守恒B.小车向左运动C.A、B、C系统动量守恒D.小车向右运动二、填空题11、质量为m=70kg的人从质量为M=140kg的小船船头走到船尾。
【物理】物理动量守恒定律题20套(带答案)及解析一、高考物理精讲专题动量守恒定律1.如图所示,质量为M=1kg 上表面为一段圆弧的大滑块放在水平面上,圆弧面的最底端刚好与水平面相切于水平面上的B 点,B 点左侧水平面粗糙、右侧水平面光滑,质量为m=0.5kg 的小物块放在水平而上的A 点,现给小物块一个向右的水平初速度v 0=4m/s ,小物块刚好能滑到圆弧面上最高点C 点,已知圆弧所对的圆心角为53°,A 、B 两点间的距离为L=1m ,小物块与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2,重力加速度为g=10m/s 2.求: (1)圆弧所对圆的半径R ;(2)若AB 间水平面光滑,将大滑块固定,小物块仍以v 0=4m/s 的初速度向右运动,则小物块从C 点抛出后,经多长时间落地?【答案】(1)1m (2)428225t s = 【解析】 【分析】根据动能定理得小物块在B 点时的速度大小;物块从B 点滑到圆弧面上最高点C 点的过程,小物块与大滑块组成的系统水平方向动量守恒,根据动量守恒和系统机械能守恒求出圆弧所对圆的半径;,根据机械能守恒求出物块冲上圆弧面的速度,物块从C 抛出后,根据运动的合成与分解求落地时间; 【详解】解:(1)设小物块在B 点时的速度大小为1v ,根据动能定理得:22011122mgL mv mv μ=- 设小物块在B 点时的速度大小为2v ,物块从B 点滑到圆弧面上最高点C 点的过程,小物块与大滑块组成的系统水平方向动量守恒,根据动量守恒则有:12()mv m M v =+ 根据系统机械能守恒有:2201211()(cos53)22mv m M v mg R R =++- 联立解得:1R m =(2)若整个水平面光滑,物块以0v 的速度冲上圆弧面,根据机械能守恒有:2200311(cos53)22mv mv mg R R =+- 解得:322/v m s =物块从C 抛出后,在竖直方向的分速度为:38sin 532/5y v v m s =︒= 这时离体面的高度为:cos530.4h R R m =-︒=212y h v t gt -=-解得:4282t s +=2.水平放置长为L=4.5m 的传送带顺时针转动,速度为v =3m/s ,质量为m 2=3kg 的小球被长为1l m =的轻质细线悬挂在O 点,球的左边缘恰于传送带右端B 对齐;质量为m 1=1kg 的物块自传送带上的左端A 点以初速度v 0=5m/s 的速度水平向右运动,运动至B 点与球m 2发生碰撞,在极短的时间内以碰撞前速率的12反弹,小球向右摆动一个小角度即被取走。
物理动量守恒定律题20套(带答案)及解析一、高考物理精讲专题动量守恒定律1.如图所示,在水平地面上有两物块甲和乙,它们的质量分别为2m 、m ,甲与地面间无摩擦,乙与地面间的动摩擦因数恒定.现让甲以速度0v 向着静止的乙运动并发生正碰,且碰撞时间极短,若甲在乙刚停下来时恰好与乙发生第二次碰撞,试求:(1)第一次碰撞过程中系统损失的动能 (2)第一次碰撞过程中甲对乙的冲量 【答案】(1)2014mv ;(2) 0mv 【解析】 【详解】解:(1)设第一次碰撞刚结束时甲、乙的速度分别为1v 、2v ,之后甲做匀速直线运动,乙以2v 初速度做匀减速直线运动,在乙刚停下时甲追上乙碰撞,因此两物体在这段时间平均速度相等,有:212v v =而第一次碰撞中系统动量守恒有:01222mv mv mv =+ 由以上两式可得:012v v =,20 v v = 所以第一次碰撞中的机械能损失为:222201201111222224E m v m v mv mv ∆=--=gg g g (2)根据动量定理可得第一次碰撞过程中甲对乙的冲量:200I mv mv =-=2.如图所示,一小车置于光滑水平面上,轻质弹簧右端固定,左端栓连物块b ,小车质量M =3kg ,AO 部分粗糙且长L =2m ,动摩擦因数μ=0.3,OB 部分光滑.另一小物块a .放在车的最左端,和车一起以v 0=4m/s 的速度向右匀速运动,车撞到固定挡板后瞬间速度变为零,但不与挡板粘连.已知车OB 部分的长度大于弹簧的自然长度,弹簧始终处于弹性限度内.a 、b 两物块视为质点质量均为m =1kg ,碰撞时间极短且不粘连,碰后一起向右运动.(取g =10m/s 2)求:(1)物块a 与b 碰后的速度大小;(2)当物块a 相对小车静止时小车右端B 到挡板的距离;(3)当物块a相对小车静止时在小车上的位置到O点的距离.【答案】(1)1m/s (2) (3) x=0.125m【解析】试题分析:(1)对物块a,由动能定理得:代入数据解得a与b碰前速度:;a、b碰撞过程系统动量守恒,以a的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:,代入数据解得:;(2)当弹簧恢复到原长时两物块分离,a以在小车上向左滑动,当与车同速时,以向左为正方向,由动量守恒定律得:,代入数据解得:,对小车,由动能定理得:,代入数据解得,同速时车B端距挡板的距离:;(3)由能量守恒得:,解得滑块a与车相对静止时与O点距离:;考点:动量守恒定律、动能定理。
动量守恒定律题目一、两小球在光滑水平面上沿同一直线相向运动,碰撞后两球均静止,则可以断定碰撞前( )A. 两球的速度大小相等B. 两球的质量相等C. 两球的动量大小相等、方向相反D. 两球的动量相等(答案:C)二、在光滑的水平面上,有甲、乙两辆小车,甲车上放一物体,用水平力F甲推甲车,同时用相同的水平力F乙推乙车,两车均从静止开始运动,在相同的位移内( )A. 甲车对物体的做功较多B. 乙车对物体的做功较多C. 甲、乙两车对物体做功一样多D. 无法确定(答案:A)三、一静止的原子核发生α衰变,生成一新原子核,已知衰变前后原子核的质量数分别为A和A−4,电荷数分别为Z和Z−2,则( )A. 衰变过程中释放的核能转变为新原子核的动能B. 衰变过程中释放的核能转变为α粒子和新原子核的动能之和C. 衰变前后原子核的质量亏损为Δm=4u(u为质子和中子的质量)D. 衰变前后核子数减少,所以质量数和电荷数都减小(答案:B)四、在光滑水平面上,有两个小球A、B沿同一直线相向运动,碰撞后有一球静止,则( )A. 若A球质量大于B球质量,则B球一定静止B. 若A球初速度大于B球初速度,则B球一定静止C. 若A球动量大于B球动量,则一定是A球静止D. 以上说法均不正确(答案:A)五、在光滑的水平面上,有两个质量相等的物体A和B,用水平力F1推A,同时用水平力F2推B,当它们相距一定距离时,两力同时撤去,则两物体( )A. 一定相碰B. 一定不相碰C. 若F1>F2,则一定相碰D. 若F1<F2,则一定相碰(答案:B)六、在光滑的水平面上停着一辆小车,小车上有一木块,现用一水平力拉小车,使小车和木块一起加速运动,则( )A. 小车对木块的摩擦力使木块加速B. 小车对木块的摩擦力方向与车加速度方向相同C. 小车受到的拉力与木块对小车的摩擦力是一对平衡力D. 小车受到的拉力与小车对木块的摩擦力是一对作用力与反作用力(答案:A)七、在光滑的水平面上,一质量为m1的小球A沿水平方向以速度v0与质量为m2的静止小球B发生正碰,碰撞后,A球的动能变为原来的1/9,则小球B的速度可能是( )A. v0/3B. 2v0/3C. v0/9D. 8v0/9(答案:A;B)八、在光滑的水平面上,有两个质量相等的物体,中间用弹簧相连,开始时弹簧处于原长,现给它们一个大小相等、方向相反的水平恒力,当它们的距离增大到某一值时,保持恒力不变,突然撤去弹簧,则( )A. 两物体的速度均增大B. 两物体的速度均减小C. 两物体的加速度均增大D. 两物体的加速度均不变(答案:D)九、在光滑的水平面上,一质量为m的球A沿水平方向以速度v与原来静止的质量为2m的球B发生正碰,碰撞后,A球的动能变为原来的1/9,则球B的速度可能是( )A. v/3B. v/6C. 2v/3D. 2v/9(答案:A;C)十、在光滑的水平面上,有两个质量相等的物体A和B,用水平力F推A,同时用与F相同大小的水平力推B,当它们分别通过相同的位移时( )A. 若A、B均做匀加速直线运动,则力F对A、B所做的功一样多B. 若A做匀加速直线运动,B做匀速直线运动,则力F对A做的功较多C. 若A做匀加速直线运动,B做匀速直线运动,则力F对B做的功较多D. 若A、B均做匀速直线运动,则力F对A、B都不做功(答案:A;D)。
动量守恒定律及答案一.选择题(共32小题)1.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.因为枪弹和枪筒之间的摩擦力很大,使系统的动量变化很大,故系统动量守恒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零2.静止的实验火箭,总质量为M,当它以对地速度为v0喷出质量为△m的高温气体后,火箭的速度为()A.B.﹣C.D.﹣3.据新华社报道,2018年5月9日凌晨,我国长征系列运载火箭,在太原卫星发射中心完或第274次发射任务,成功发射高分五号卫星,该卫星是世界上第一颗实现对大气和陆地综合观测的全谱段高光谱卫星。
最初静止的运载火箭点火后喷出质量为M的气体后,质量为m的卫星(含未脱离的火箭)的速度大小为v,不计卫星受到的重力和空气阻力。
则在上述过程中,卫星所受冲量大小为()A.Mv B.(M+m)v C.(M﹣m)v D.mv4.在光滑的水平面上有一辆平板车,一个人站在车上用大锤敲打车的左端(如图)。
在连续的敲打下,关于这辆车的运动情况,下列说法中正确的是()A.由于大锤不断的敲打,小车将持续向右运动B.由于大锤与小车之间的作用力为内力,小车将静止不动C.在大锤的连续敲打下,小车将左右移动D.在大锤的连续敲打下,小车与大锤组成的系统,动量守恒,机械能守恒5.设a、b两小球相撞,碰撞前后都在同一直线上运动。
若测得它们相撞前的速度为v a、v b,相撞后的速度为v a′、v b′,可知两球的质量之比等于()A.B.C.D.6.两个质量相等的小球在光滑水平面上沿同一直线同向运动,A球的动量是8kg•m/s,B球的动量是6kg•m/s,A球追上B球时发生碰撞,则碰撞后A、B 两球的动量可能为()A.p A=0,p B=l4kg•m/sB.p A=4kg•m/s,p B=10kg•m/sC.p A=6kg•m/s,p B=8kg•m/sD.p A=7kg•m/s,p B=8kg•m/s7.质量为m1=2kg和m2的两个物体在光滑的水平面上正碰,碰撞时间不计,其χ﹣t(位移﹣时间)图象如图所示,则m2的质量等于()A.3kg B.4kg C.5kg D.6kg8.如图所示,光滑水平面上,甲、乙两个球分别以大小为v1=1m/s、v2=2m/s的速度做相向运动,碰撞后两球粘在一起以0.5m/s的速度向左运动,则甲、乙两球的质量之比为()A.1:1B.1:2C.1:3D.2:19.质量为1kg的木板B静止在水平面上,可视为质点的物块A从木板的左侧沿木板上表面水平冲上木板,如图甲所示。
动量及动量守恒定律习题大全(含解析答案)动量守恒定律习题课一、运用动量守恒定律的解题步骤1.明确研究对象,一般是两个或两个以上物体组成的系统; 2.分析系统相互作用时的受力情况,判定系统动量是否守恒; 3.选定正方向,确定相互作用前后两状态系统的动量; 4.在同一地面参考系中建立动量守恒方程,并求解. 二、碰撞 1.弹性碰撞特点:系统动量守恒,机械能守恒.设质量m 1的物体以速度v 0与质量为m 2的在水平面上静止的物体发生弹性正碰,则有动量守恒:221101v m v m v m += 碰撞前后动能不变:222212111210121v mv m v m += 所以012121v v m m m m +-=022211v v m m m +=(注:在同一水平面上发生弹性正碰,机械能守恒即为动能守恒) [讨论]①当m l =m 2时,v 1=0,v 2=v 0(速度互换) ②当m l <<m 2时,v 1≈-v 0,v 2≈O (速度反向) ③当m l >m 2时,v 1>0,v 2>0(同向运动) ④当m l <m 2时,v 1<O ,v 2>0(反向运动)⑤当m l >>m 2时,v 1≈v,v 2≈2v 0 (同向运动)、 2.非弹性碰撞特点:部分机械能转化成物体的内能,系统损失了机械能两物体仍能分离.动量守恒 用公式表示为:m 1v 1+m 2v 2= m 1v 1′+m 2v 2′机械能的损失:)()(22221211212222121121'+'-+=∆v m v m v m v m Elv 0 v S3.完全非弹性碰撞特点:碰撞后两物体粘在一起运动,此时动能损失最大,而动量守恒. 用公式表示为: m 1v 1+m 2v 2=(m 1+m 2)v动能损失:221212222121121)()(v m m v m v mE k +-+=∆ 【例题】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 ,则两球质量m 甲与m 乙的关系可能是A.m 甲=m 乙B.m 乙=2m 甲C.m 乙=4m 甲D.m 乙=6m 甲 三、平均动量守恒问题——人船模型:1.特点:初态时相互作用物体都处于静止状态,在物体发生相对运动的过程中,某一个方向的动量守恒(如水平方向动量守恒).对于这类问题,如果我们应用“人船模型”也会使问题迅速得到解决,现具体分析如下:【模型】如图所示,长为L 、质量为M 的小船停在静水中,一个质量m 的人立在船头,若不计水的粘滞阻力,当人从船头走到船尾的过程中,船和人对地面的位移各是多少? 〖分析〗四、“子弹打木块”模型此模型包括:“子弹打击木块未击穿”和“子弹打击木块击穿”两种情况,它们有一个共同的特点是:初态时相互作用的物体有一个是静止的(木块),另一个是运动的(子弹) 1.“击穿”类其特点是:在某一方向动量守恒,子弹有初动量,木块有或无初动量,击穿时间很短,击穿后二者分别以某一速度度运动【模型1】质量为M 、长为l 的木块静止在光滑水平面上,现有一质量为m 的子弹以水平初速度v 0射入木块,穿出时子弹速度为v ,求子弹与木块作用过程中系统损失的机械能。
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,A 、B 、C 是三级台阶的端点位置,每一级台阶的水平宽度是相同的,其竖直高度分别为h 1、h 2、h 3,将三个相同的小球分别从A 、B 、C 三点以相同的速度v 0水平抛出,最终都能到达A 的下一级台阶的端点P 处,不计空气阻力。
关于从A 、B 、C 三点抛出的小球,下列说法正确的是( )A .在空中运动时间之比为t A ∶tB ∶tC =1∶3∶5B .竖直高度之比为h 1∶h 2∶h 3=1∶2∶3C .在空中运动过程中,动量变化率之比为AC A B P P P t t t::=1∶1∶1 D .到达P 点时,重力做功的功率之比P A :P B :P C =1:4:9 2.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 223E mD .在A 离开竖直墙后,弹簧的弹性势能最大值为3E 3.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 .AB 组成的系统机械能守恒B .B 运动的最大速度大于1m/sC .B 物体上升到最高点时与初位置的高度差为0.05mD .AB 在最高点的加速度大小等于10m/s 24.如图所示,质量为M 、带有半径为R 的四分之一光滑圆弧轨道的滑块静置于光滑水平地面上,且圆弧轨道底端与水平面平滑连接,O 为圆心。
高考物理《动量守恒定律》真题练习含答案1.[2024·全国甲卷](多选)蹦床运动中,体重为60 kg的运动员在t=0时刚好落到蹦床上,对蹦床作用力大小F与时间t的关系如图所示.假设运动过程中运动员身体始终保持竖直,在其不与蹦床接触时蹦床水平.忽略空气阻力,重力加速度大小取10 m/s2.下列说法正确的是()A.t=0.15 s时,运动员的重力势能最大B.t=0.30 s时,运动员的速度大小为10 m/sC.t=1.00 s时,运动员恰好运动到最大高度处D.运动员每次与蹦床接触到离开过程中对蹦床的平均作用力大小为4 600 N答案:BD解析:根据牛顿第三定律结合题图可知,t=0.15 s时,蹦床对运动员的弹力最大,蹦床的形变量最大,此时运动员处于最低点,运动员的重力势能最小,故A错误;根据题图可知运动员从t=0.30 s离开蹦床到t=2.3 s再次落到蹦床上经历的时间为2 s,根据竖直上抛运动的对称性可知,运动员上升时间为1 s,则在t=1.3 s时,运动员恰好运动到最大高度处,t=0.30 s时运动员的速度大小v=10×1 m/s=10 m/s,故B正确,C错误;同理可知运动员落到蹦床时的速度大小为10 m/s,以竖直向上为正方向,根据动量定理F·Δt-mg·Δt=mv-(-mv),其中Δt=0.3 s,代入数据可得F=4 600 N,根据牛顿第三定律可知运动员每次与蹦床接触到离开过程中对蹦床的平均作用力大小为4 600 N,故D正确.故选BD.2.[2022·山东卷]我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征十一号系列运载火箭.如图所示,发射仓内的高压气体先将火箭竖直向上推出,火箭速度接近零时再点火飞向太空.从火箭开始运动到点火的过程中()A.火箭的加速度为零时,动能最大B.高压气体释放的能量全部转化为火箭的动能C.高压气体对火箭推力的冲量等于火箭动量的增加量D.高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量答案:A解析:从火箭开始运动到点火的过程中,火箭先加速运动后减速运动,当加速度为零时,动能最大,A项正确;高压气体释放的能量转化为火箭的动能和重力势能及火箭与空气间因摩擦产生的热量,B项错误;根据动量定理可得高压气体对火箭的推力F、火箭自身的重力mg和空气阻力f的冲量矢量和等于火箭动量的变化量,C项错误;根据动能定理可得高压气体对火箭的推力F、火箭自身的重力mg和空气阻力f对火箭做的功之和等于火箭动能的变化量,D项错误.3.[2022·湖南卷]1932年,查德威克用未知射线轰击氢核,发现这种射线是由质量与质子大致相等的中性粒子(即中子)组成.如图,中子以速度v0分别碰撞静止的氢核和氮核,碰撞后氢核和氮核的速度分别为v1和v2.设碰撞为弹性正碰,不考虑相对论效应,下列说法正确的是()A.碰撞后氮核的动量比氢核的小B.碰撞后氮核的动能比氢核的小C.v2大于v1D.v2大于v0答案:B解析:设中子质量为m0,被碰粒子质量为m,碰后中子速度为v′0,被碰粒子速度为v,二者发生弹性正碰,由动量守恒定律和能量守恒定律有m 0v 0=m 0v ′0+m v ,12 m 0v 20 =12m 0v ′20 +12 m v 2,解得v ′0=m 0-m m 0+m v 0,v =2m 0m 0+mv 0,因为当被碰粒子分别为氢核(m 0)和氮核(14m 0)时,有v 1=v 0,v 2=215 v 0,故C 、D 项错误;碰撞后氮核的动量为p 氮=14m 0·v 2=2815m 0v 0,氢核的动量为p 氢=m 0·v 1=m 0v 0,p 氮>p 氢,故A 错误;碰撞后氮核的动能为E k 氮=12·14m 0v 22 =28225 m 0v 20 ,氢核的动能为E k 氢=12 ·m 0·v 21 =12m 0v 20 ,E k 氮<E k 氢,故B 正确. 4.[2021·全国乙卷]如图,光滑水平地面上有一小车,一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连,另一端与滑块相连,滑块与车厢的水平底板间有摩擦.用力向右推动车厢使弹簧压缩,撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动.在地面参考系(可视为惯性系)中,从撤去推力开始,小车、弹簧和滑块组成的系统( )A .动量守恒,机械能守恒B .动量守恒,机械能不守恒C .动量不守恒,机械能守恒D .动量不守恒,机械能不守恒答案:B解析:撤去推力后,小车、弹簧和滑块组成的系统所受合外力为零,满足系统动量守恒的条件,故系统动量守恒;由于撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动,存在摩擦力做功的情况,故系统机械能不守恒,所以选项B 正确.5.[2023·新课标卷](多选)使甲、乙两条形磁铁隔开一段距离,静止于水平桌面上,甲的N 极正对着乙的S 极,甲的质量大于乙的质量,两者与桌面之间的动摩擦因数相等.现同时释放甲和乙,在它们相互接近过程中的任一时刻( )A .甲的速度大小比乙的大B .甲的动量大小比乙的小C .甲的动量大小与乙的相等D .甲和乙的动量之和不为零答案:BD解析:对甲、乙两条形磁铁分别做受力分析,如图所示对于整个系统,由于μm 甲g >μm 乙g ,合力方向向左,合冲量方向向左,所以合动量方向向左,甲的动量大小比乙的小,m 甲v 甲<m 乙v 乙,又m 甲>m 乙,故v 甲<v 乙,B 、D 正确,A 、C 错误.故选BD.6.[2021·全国乙卷](多选)水平桌面上,一质量为m 的物体在水平恒力F 拉动下从静止开始运动.物体通过的路程等于s 0时,速度的大小为v 0,此时撤去F ,物体继续滑行2s 0的路程后停止运动.重力加速度大小为g .则( )A .在此过程中F 所做的功为12m v 20 B .在此过程中F 的冲量大小等于32m v 0 C .物体与桌面间的动摩擦因数等于v 20 4s 0gD .F 的大小等于物体所受滑动摩擦力大小的2倍答案:BC解析:设物体与桌面间的动摩擦因数为μ,根据功的定义,可知在此过程中,F 做的功为W F =Fs 0=12m v 20 +μmgs 0,选项A 错误;物体通过路程s 0时,速度大小为v 0,撤去F 后,由牛顿第二定律有μmg =ma 2,根据匀变速直线运动规律有v 20 =2a 2·2s 0,联立解得μ=v 20 4s 0g ,选项C 正确;水平桌面上质量为m 的物体在恒力F 作用下从静止开始做匀加速直线运动,有F -μmg =ma 1,又v 20 =2a 1s 0,可得a 1=2a 2,可得F =3μmg ,即F 的大小等于物体所受滑动摩擦力大小的3倍,选项D 错误;对F 作用下物体运动的过程,由动量定理有Ft -μmgt=m v 0,联立解得F 的冲量大小为I F =Ft =32m v 0,选项B 正确.。
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,A 、B 两物体质量分别为m A =5kg 和m B =4kg ,与水平地面之间的动摩擦因数分别为μA =0.4和μB =0.5,开始时两物体之间有一压缩的轻弹簧(不拴接),并用细线将两物体拴接在一起放在水平地面上.现将细线剪断,则两物体将被弹簧弹开,最后两物体都停在水平地面上。
下列判断正确的是( )A .在弹簧弹开两物体以及脱离弹簧后两物体的运动过程中,两物体组成的系统动量不守恒B .在弹簧弹开两物体以及脱离弹簧后两物体的运动过程中,整个系统的机械能守恒C .在两物体被弹开的过程中,A 、B 两物体的机械能一直增大D .两物体一定同时停在地面上2.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2203B L v RmB .b 棒匀速运动的速度大小为03v C .整个过程中通过b 棒的电荷量为023mv BL D .整个过程中b 棒产生的热量为203mv 3.如图所示,用长为L 的细线悬挂一质量为M 的小木块,木块处于静止状态.一质量为m 、速度为v 0的子弹自左向右水平射穿木块后,速度变为v .已知重力加速度为g ,则A .子弹刚穿出木块时,木块的速度为0()m v v MB .子弹穿过木块的过程中,子弹与木块组成的系统机械能守恒C .子弹穿过木块的过程中,子弹与木块组成的系统动量守恒D .木块上升的最大高度为2202mv mv Mg- 4.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133mg D .物块最终的动能为15mgR 5.如图所示,质量为M 的木板静止在光滑水平面上,木板左端固定一轻质挡板,一根轻弹簧左端固定在挡板上,质量为m 的小物块从木板最右端以速度v 0滑上木板,压缩弹簧,然后被弹回,运动到木板最右端时与木板相对静止。
动量守恒定律综合专题练习与解答1.如图所示,光滑水平面上有一带半径为R 的1/4光滑圆弧轨道的滑块,其质量为2m ,一质量为m 的小球以速度v 0沿水平面滑上轨道,并从轨道上端飞出,求 ⑴小球上升的到离水平面的最大高度H 是多少?⑵小球离开轨道的瞬间,轨道的加速度大小a 是多少?解答:⑴小球到达最高点时,球与轨道在水平方向有相同的速度,设为v 。
由于小球和滑块组成的系统在水平方向不受外力作用,故系统在水平方向动量守恒,由根据动量守恒定律有 ()02mv m m v =+ 由机械能守恒有22201112222mv mv m v mgh =+⋅⋅+ 联立上述方程可得 203v h g=⑵小球离开轨道的瞬间,轨道的圆心没有竖直方向的速度,小球相对于轨道圆心在竖直方向的速度大小为小球的竖直分速度,设为v 竖。
水平方向的速度和轨道速度相同。
由运动的可逆性知道 ()2v g h R =-竖在轨道最高点,弹力提供做向心力,则有22022()23v mv m N m g h R mg R R R==⋅-=-竖由运动定律可得,小球对轨道的水平弹力大小为20223mv N'mg R=-由运动定律得轨道的加速度为 2023v N'a g m R==-2.如图所示,abc 是光滑的轨道,其中ab 是水平的,bc 为与ab 相切的、位于竖直平面内的半圆,半径R =0.30m ,质量m =0.20kg 的小球A 静止在轨道上,另一质量M =0.60kg ,速度v 0=5.5m/s 的小球B 与小球A 正碰。
已知相碰后小球A 经过半圆的最高点c 落到轨道上距b 点为L =42R 处,重力加速度g =10m/s 2,求 ⑴碰撞结束时,小球A 和B 的速度大小。
⑵试论证小球B 是否能沿着半圆轨道到达c 点。
解答:设A 球过C 点时的速度为v A ,平抛后的飞行时间为t ,则242122A R v t R gt⎧=⋅⎪⎨=⎪⎩ 解得2226m/s A v gR ==设碰撞结束后,小球A 、B 的速度分别为v 1和v 2。
动量守恒定律综合练习1、质量为M 的木块在光滑的水平面上以速度1v 向右运动,质量为m 的子弹以速度2v 水平方向迎面向左射击过来,并嵌在其中,要使木块停下来,必须发射多少发子弹。
2、质量kg 100的小船静止在水面上,船两端载着kg m 401=和kg m 602=的游泳者,同在一水平线上,以相对于岸的相同速率s m /3向前和向后跃入水中,求船的速度大小与方向。
3、质量为M ,长度为L 的车厢,静止于光滑的水平面上,车厢内在一质量为m 的物体以初速度0v 向右运动,与车厢壁来回碰撞了n 次后静止在车厢中,这时车厢的速度有多大?4、用长为L 的细线悬挂质量为M 的木块处于静止,现有一质量为m 的子弹自左向右水平射穿此木块,穿透前后子弹的速度分别为0v 和v ,求:(1)子弹穿过后,木块的速度大小;(2)子弹穿过后瞬间,细线所受拉力的大小。
5、如图,在高为m h 10=的平台上,放一质量为kg M 9.9=的木块,它与平台边缘的距离m L 1=。
今有一质量kg m 1.0=的子弹,以水平向右的速度0v 射入木块(时间极短)并留在木块中,木块向右滑行并冲出平台,最后落到离平边缘水平距离m x 24=处,已知木块与平台间的动摩擦因数209=μ,g 取2/10s m 。
求(1)木块离开平台边缘时的速度;(2)子弹射入木块时的初速度。
6、手榴弹在离地高h 处的速度方向恰好沿水平方向向左,速度大小为0v ,此时,手榴弹炸成质量相等的两块,设消耗的火药质量不计,爆炸后前半块的速度速度方向仍沿水平向左,速度大小为v 3。
那么,两块弹片落地点之间的水平距离多大?7、有一光滑的水平轨道与光滑的竖直的半圆形(半径为m R 5.2=)轨道相连,在水平轨道上放置一质量为kg M 9.4=的木块,今有一质量为kg m 1.0=、速度为s m v /25000=的子弹自左水平射入木块且留在木块中。
求:(1)木块能否到达轨道的最高点,如能,在最高点对轨道的压力是多大。
物理动量守恒定律题20套(带答案)及解析一、高考物理精讲专题动量守恒定律1.如图所示,一个带圆弧轨道的平台固定在水平地面上,光滑圆弧MN 的半径为R =3.2m ,水平部分NP 长L =3.5m ,物体B 静止在足够长的平板小车C 上,B 与小车的接触面光滑,小车的左端紧贴平台的右端.从M 点由静止释放的物体A 滑至轨道最右端P 点后再滑上小车,物体A 滑上小车后若与物体B 相碰必粘在一起,它们间无竖直作用力.A 与平台水平轨道和小车上表面的动摩擦因数都为0.4,且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等.物体A 、B 和小车C 的质量均为1kg ,取g =10m/s 2.求(1)物体A 进入N 点前瞬间对轨道的压力大小? (2)物体A 在NP 上运动的时间? (3)物体A 最终离小车左端的距离为多少?【答案】(1)物体A 进入N 点前瞬间对轨道的压力大小为30N ; (2)物体A 在NP 上运动的时间为0.5s (3)物体A 最终离小车左端的距离为3316m 【解析】试题分析:(1)物体A 由M 到N 过程中,由动能定理得:m A gR=m A v N 2 在N 点,由牛顿定律得 F N -m A g=m A 联立解得F N =3m A g=30N由牛顿第三定律得,物体A 进入轨道前瞬间对轨道压力大小为:F N ′=3m A g=30N (2)物体A 在平台上运动过程中 μm A g=m A a L=v N t-at 2代入数据解得 t=0.5s t=3.5s(不合题意,舍去) (3)物体A 刚滑上小车时速度 v 1= v N -at=6m/s从物体A 滑上小车到相对小车静止过程中,小车、物体A 组成系统动量守恒,而物体B 保持静止 (m A + m C )v 2= m A v 1 小车最终速度 v 2=3m/s此过程中A 相对小车的位移为L 1,则2211211222mgL mv mv μ=-⨯解得:L 1=94m物体A 与小车匀速运动直到A 碰到物体B ,A ,B 相互作用的过程中动量守恒: (m A + m B )v 3= m A v 2此后A ,B 组成的系统与小车发生相互作用,动量守恒,且达到共同速度v 4 (m A + m B )v 3+m C v 2=" (m"A +m B +m C ) v 4 此过程中A 相对小车的位移大小为L 2,则222223*********mgL mv mv mv μ=+⨯-⨯解得:L 2=316m 物体A 最终离小车左端的距离为x=L 1-L 2=3316m 考点:牛顿第二定律;动量守恒定律;能量守恒定律.2.如图所示,一辆质量M=3 kg 的小车A 静止在光滑的水平面上,小车上有一质量m=l kg 的光滑小球B ,将一轻质弹簧压缩并锁定,此时弹簧的弹性势能为E p =6J ,小球与小车右壁距离为L=0.4m ,解除锁定,小球脱离弹簧后与小车右壁的油灰阻挡层碰撞并被粘住,求:①小球脱离弹簧时的速度大小;②在整个过程中,小车移动的距离。
高中物理动量守恒定律题20套(带答案)及解析一、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P.现将两滑块由静止释放,当弹簧恢复原长时,甲的速度大小为2m/s,此时乙尚未与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和,对两滑块及弹簧组成的系统,设向左的方向为正方向,由动量守恒定律可得: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,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3.如图所示,在光滑的水平面上有一长为L 的木板B ,上表面粗糙,在其左端有一光滑的四分之一圆弧槽C ,与长木板接触但不相连,圆弧槽的下端与木板上表面相平,B 、C 静止在水平面上.现有滑块A 以初速度0v 从右端滑上B ,一段时间后,以02v 滑离B ,并恰好能到达C 的最高点.A 、B 、C 的质量均为m .求: (1)A 刚滑离木板B 时,木板B 的速度; (2)A 与B 的上表面间的动摩擦因数 ; (3)圆弧槽C 的半径R ;(4)从开始滑上B 到最后滑离C 的过程中A 损失的机械能.【答案】(1) v B =04v ;(2)20516v gL μ=(3)2064v R g =(4)201532mv E ∆=【解析】 【详解】(1)对A 在木板B 上的滑动过程,取A 、B 、C 为一个系统,根据动量守恒定律有:mv 0=m2v +2mv B 解得v B =4v (2)对A 在木板B 上的滑动过程,A 、B 、C 系统减少的动能全部转化为系统产生的热量222000111()2()22224v v mgL mv m m μ⨯=--解得20516v gLμ=(3)对A 滑上C 直到最高点的作用过程,A 、C 系统水平方向上动量守恒,则有:2mv +mv B =2mv A 、C 系统机械能守恒:22200111()()222242v v mgR m m mv +-⨯=解得264v R g= (4)对A 滑上C 直到离开C 的作用过程,A 、C 系统水平方向上动量守恒0024A C mv mv mv mv +=+ A 、C 系统初、末状态机械能守恒,2222001111()()222422A C m m m m +=+v v v v 解得v A =4v . 所以从开始滑上B 到最后滑离C 的过程中A 损失的机械能为:2220015112232A mv E mv mv ∆=-=【点睛】该题是一个板块的问题,关键是要理清A、B、C运动的物理过程,灵活选择物理规律,能够熟练运用动量守恒定律和能量守恒定律列出等式求解.4.28.如图所示,质量为m a=2kg的木块A静止在光滑水平面上。
物理动量守恒定律练习题20篇及解析一、高考物理精讲专题动量守恒定律1.水平放置长为L=4.5m 的传送带顺时针转动,速度为v =3m/s ,质量为m 2=3kg 的小球被长为1l m =的轻质细线悬挂在O 点,球的左边缘恰于传送带右端B 对齐;质量为m 1=1kg 的物块自传送带上的左端A 点以初速度v 0=5m/s 的速度水平向右运动,运动至B 点与球m 2发生碰撞,在极短的时间内以碰撞前速率的12反弹,小球向右摆动一个小角度即被取走。
已知物块与传送带间的滑动摩擦因数为μ=0.1,取重力加速度210m/s g =。
求:(1)碰撞后瞬间,小球受到的拉力是多大?(2)物块在传送带上运动的整个过程中,与传送带间摩擦而产生的内能是多少? 【答案】(1)42N (2)13.5J 【解析】 【详解】解:设滑块m1与小球碰撞前一直做匀减速运动,根据动能定理:221111011=22m gL m v m v μ--解之可得:1=4m/s v 因为1v v <,说明假设合理滑块与小球碰撞,由动量守恒定律:21111221=+2m v m v m v - 解之得:2=2m/s v碰后,对小球,根据牛顿第二定律:2222m v F m g l-=小球受到的拉力:42N F =(2)设滑块与小球碰撞前的运动时间为1t ,则()01112L v v t =+ 解之得:11s t =在这过程中,传送带运行距离为:113S vt m == 滑块与传送带的相对路程为:11 1.5X L X m ∆=-=设滑块与小球碰撞后不能回到传送带左端,向左运动最大时间为2t 则根据动量定理:121112m gt m v μ⎛⎫-=-⋅⎪⎝⎭解之得:22s t =滑块向左运动最大位移:121122m x v t ⎛⎫=⋅⋅ ⎪⎝⎭=2m 因为m x L <,说明假设成立,即滑块最终从传送带的右端离开传送带 再考虑到滑块与小球碰后的速度112v <v , 说明滑块与小球碰后在传送带上的总时间为22t在滑块与传送带碰撞后的时间内,传送带与滑块间的相对路程22212X vt m ∆==因此,整个过程中,因摩擦而产生的内能是()112Q m g x x μ=∆+∆=13.5J2.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14圆孤,BC 部分水平粗糙,BC 长为L =0.6m 。
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 mB .物体B 的最大速度为p02A E mC .弹簧长度最长时,物体B 的速度大小为p02B A BB E m m m m +D .弹簧长度最长时,弹簧具有的弹性势能p p0E E > 2.如图所示,长木板A 放在光滑的水平面上,质量为m =4kg 的小物体B 以水平速度v 0=2m/s 滑上原来静止的长木板A 的表面,由于A 、B 间存在摩擦,之后A 、B 速度随时间变化情况如图乙所示,取g=10m/s 2,则下列说法正确的是( )A .木板A 获得的动能为2JB .系统损失的机械能为2JC .A 、B 间的动摩擦因数为0.1D .木板A 的最小长度为2m3.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 .AB 组成的系统机械能守恒B .B 运动的最大速度大于1m/sC .B 物体上升到最高点时与初位置的高度差为0.05mD .AB 在最高点的加速度大小等于10m/s 24.质量为3m 足够长的木板静止在光滑的水平面上,木板上依次排放质量均为m 的木块1、2、3,木块与木板间的动摩擦因数均为μ.现同时给木块l 、2、3水平向右的初速度v 0、2v 0、3v 0,已知重力加速度为g .则下列说法正确的是( )A .1木块相对静止前,木板是静止的B .1木块的最小速度是023v C .2木块的最小速度是056v D .木块3从开始运动到相对静止时位移是204v g5.如图所示,质量为m 的小球从距离地面高度为H 的A 点由静止释放,落到地面上后又陷入泥潭中,由于受到阻力作用,到达距地面深度为h 的B 点时速度减为零不计空气阻力,重力加速度为g 。
(完整版)动量守恒定律练习题及答案动量守恒定律⼀、单选题(每题3分,共36分)1.下列关于物体的动量和动能的说法,正确的是 ( )A .物体的动量发⽣变化,其动能⼀定发⽣变化B .物体的动能发⽣变化,其动量⼀定发⽣变化C .若两个物体的动量相同,它们的动能也⼀定相同D .两物体中动能⼤的物体,其动量也⼀定⼤2.为了模拟宇宙⼤爆炸初期的情境,科学家们使⽤两个带正电的重离⼦被加速后,沿同⼀条直线相向运动⽽发⽣猛烈碰撞.若要使碰撞前重离⼦的动能经碰撞后尽可能多地转化为其他形式的能,应该设法使这两个重离⼦在碰撞前的瞬间具有 ( ) A .相同的速度 B .相同⼤⼩的动量 C .相同的动能 D .相同的质量3.质量为M 的⼩车在光滑⽔平⾯上以速度v 向东⾏驶,⼀个质量为m 的⼩球从距地⾯H ⾼处⾃由落下,正好落⼊车中,此后⼩车的速度将 ( ) A .增⼤ B .减⼩ C .不变 D .先减⼩后增⼤4.甲、⼄两物体质量相同,以相同的初速度在粗糙的⽔平⾯上滑⾏,甲物体⽐⼄物体先停下来,下⾯说法正确的是( ) A .滑⾏过程中,甲物体所受冲量⼤ B .滑⾏过程中,⼄物体所受冲量⼤C .滑⾏过程中,甲、⼄两物体所受的冲量相同D .⽆法⽐较5.A 、B 两刚性球在光滑⽔平⾯上沿同⼀直线、同⼀⽅向运动,A 球的动量是5kg·m /s ,B 球的动量是7kg·m /s ,当A 球追上B 球时发⽣碰撞,则碰撞后A 、B 两球的动量的可能值是 ( )A .-4kg·m/s 、14kg·m/sB .3kg·m/s 、9kg·m/sC .-5kg·m/s 、17kg·m/sD .6kg·m /s 、6kg·m/s6.质量为m 的钢球⾃⾼处落下,以速率1v 碰地,竖直向上弹回,碰撞时间极短,离地的速率为2v .在碰撞过程中,地⾯对钢球冲量的⽅向和⼤⼩为 ( )A .向下,12()m v v -B .向下,12()m v v +C .向上,12()m v v -D .向上,12()m v v +7.质量为m 的α粒⼦,其速度为0v ,与质量为3m 的静⽌碳核碰撞后沿着原来的路径被弹回,其速度为0/2v ,⽽碳核获得的速度为 ( ) A .06v B .20v C .02v D .03v 8.在光滑⽔平⾯上,动能为0E ,动量⼤⼩为0P 的⼩钢球1与静⽌的⼩钢球2发⽣碰撞,碰撞前后球1的运动⽅向相反,将碰撞后球1的动能和动量的⼤⼩分别记作1E 、1P ,球2的动能和动量的⼤⼩分别记为2E 、2P ,则必有 ( ) ①1E <0E ②1P <0P ③2E >0E ④2P >0PA .①② B.①③④ C.①②④ D.②③9.质量为1.0kg 的⼩球从⾼20 m 处⾃由下落到软垫上,反弹后上升的最⼤⾼度为5.O m .⼩球与软垫接触的时间是1.0s ,在接触的时间内⼩球受到的合⼒的冲量⼤⼩为(空⽓阻⼒不计,g 取10m/s 2) ( )A .10N·sB .20N·sC .30N·sD .40N·s10.质量为2kg 的物体,速度由4m /s 变成 -6m/s ,则在此过程中,它所受到的合外⼒冲量是 ( )A .-20N·s B.20N·s C .-4N·s D .-12N·s11.竖直向上抛出⼀个物体.若不计阻⼒,取竖直向上为正,则该物体动量随时间变化的图线是 ( )12.⼀颗⽔平飞⾏的⼦弹射⼊⼀个原来悬挂在天花板下静⽌的沙袋并留在其中和沙袋⼀起上摆.关于⼦弹和沙袋组成的系统,下列说法中正确的是 ( )A .⼦弹射⼊沙袋过程中系统动量和机械能都守恒B .⼦弹射⼊沙袋过程中系统动量和机械能都不守恒C .共同上摆阶段系统动量守恒,机械能不守恒D .共同上摆阶段系统动量不守恒,机械能守恒⼆、多选题(每题4分,共16分)13.下列情况下系统动量守恒的是 ( )A .两球在光滑的⽔平⾯上相互碰撞 B .飞⾏的⼿榴弹在空中爆炸C .⼤炮发射炮弹时,炮⾝和炮弹组成的系统D .⽤肩部紧紧抵住步枪枪托射击,枪⾝和⼦弹组成的系统14.两物体相互作⽤前后的总动量不变,则两物体组成的系统⼀定 ( )A .不受外⼒作⽤B .不受外⼒或所受合外⼒为零C .每个物体动量改变量的值相同D .每个物体动量改变量的值不同15.从⽔平地⾯上⽅同⼀⾼度处,使a 球竖直上抛,使b 球平抛,且两球质量相等,初速度⼤⼩相同,最后落于同⼀⽔平地⾯上.空⽓阻⼒不计.下述说法中正确的是 ( )A .着地时的动量相同B .着地时的动能相同C .重⼒对两球的冲量相同D .重⼒对两球所做的功相同16.如图所⽰,固定的光滑斜⾯倾⾓为θ.质量为m 的物体由静⽌开始从斜⾯顶端滑到底端,所⽤时间为t .在这⼀过程中 ( )A .所受⽀持⼒的冲量为OB .所受⽀持⼒的冲量⼤⼩为cos mg t θ?C .所受重⼒的冲量⼤⼩为mgtD .动量的变化量⼤⼩为sin mg t θ?三、填空题(每题3分,共15分)17.以初速度0v =40m /s 竖直向上抛出的物体,质量为4kg (g=10m/s 2),则第2s 末的mv 的乘积为 kg·m/s ,第5s 末的mv 的乘积为 kg·m/s ,从第2s 末到第5s 末mv 的乘积变化量为 kg·m/s .这个过程mv 的乘积,机械能.(填“守恒.”或“不守恒”)18.质量为150 kg 的⼩车以2m/s 的速度在光滑⽔平道路上匀速前进,质量为50 kg 的⼈以⽔平速度4m/s 迎⾯跳上⼩车后,⼩车速度为 m/s .19.在光滑的⽔平轨道上,质量为2kg 的A 球以5m/s 的速度向右运动,质量为3kg 的B 球以 l m/s 的速度向左运动,⼆者迎⾯相碰撞,设碰撞中机械能不损失,那么碰撞后,A 球的速度⼤⼩为,⽅向;B 球的速度⼤⼩为,⽅向。
1.一质量为0.1千克的小球从0.80米高处自由下落到一厚软垫上,若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了0.20秒,则这段时间内软垫对小球的冲量为多少?解:小球接触软垫的动能为E = mgh = 0.8 焦耳,可以算出此时的动量为P = sqr(2mE)= 0.4软垫对小球的冲量 = P +mg*0.2 = 0.4 + 0.2 = 0.62. 水平面上放置一辆平板小车,小车上用一个轻质弹簧连接一个木块,开始时弹簧处于原长,一颗子弹以水平速度vo=100m/s打入木块并留在其中(设作用时间极短),子弹质量为mo=0.05kg 木块质量为m1=0.95kg 小车质量为m2=4kg 各接触面摩擦均不计,求木块压缩弹簧的过程中,弹簧具有的最大弹性势能是多少?解:整个过程动量守恒,总动量P = m0*v0 ,=5根据动能E = 0.5mV^2 ,动量P = mV,导出E = P^2/2m子弹打入木块后,动能E1 = P^2/2(m0+m1) = 12.5焦耳当所有物体速度相同时,弹性势能最大此时的动能E2 = P^2/2(m0+m1+m2)= 2.5焦耳所以弹簧的最大弹性势能Ep = E1 -E2= 12.5 - 2.5 = 10焦耳3. 质量为m的子弹打入光滑水平面上的质量为M的木块中,木块动能增加6j,求子弹动能的取值范围?解:假设子弹初速率为V,打入木块后,共同速率为V'根据动量守恒,mV = (M+m)V'得到V'=mV/(M+m)大木块的动能为0.5MV'^2 = 0.5M[mV/(M+m)]^2 =6变形可以得到0.5mV^2*Mm/(M+m)^2 = 6得到子弹动能为0.5mV^2 = 6(M+m)^2/Mm ,大于等于24,当M =m时,有最小值24焦耳4.在一光滑的水平面上有两块相同木板BC,质点重物A在B右端,ABC质量等。
现A和b 以同一速度滑向静止的c,BC正碰后BC粘住,A在C上有摩擦滑行,到c右端未落。
求BC正撞后v1与a到c右端v2之比。
这期间c走过的距离是c长的多少倍解:设A,B初始速度为V碰撞的时候,对B、C使用动量守恒定律(A实际没参与碰撞)有mV = 2mV1 ,得到V1 = V/2在对整个系统用一次动量守恒有2mV = 3mV2 ,得到V2 = 2V/3所以V1/V2 = 3:4假设C走过的距离为L,C木块的宽度为c ,摩擦力为F碰撞之后,A,B,C初动能和= 末动能和+ 摩擦力做功有0.5mV^2+0.5*2m(V/2)^2 = 0.5*3m*(2V/3)^2 + Fc求得F*c = mV^/12 (1)对于A,有A初动能= A末动能+ 摩擦力对A做功有0.5mV^2 = 0.5m(2V/3)^2 + F*L求得F*L= mV^5/18 (2)(2)比(1)式得到 L/c = 10:35.在光滑的水平面上有两块木块A和B,质量均为m,B的左侧固定一轻质弹簧,开始时B 静止,A以v0无机械损失向右撞B。
求当弹簧最短,AB的速度,弹簧的弹性势能。
解:碰撞过程中,A速率减小B速率增加。
等A,B速率相等的那一刻之后A的速率就小于B的了,之后弹簧开始伸长了,所以AB速率相等时,弹簧最短。
A,B和弹簧的系统动量守恒。
设共同速度为V那么有mV0 = 2mV ,得到V = mV0/2m = V0/2系统机械能也守恒,设弹性势能为U那么有初动能= 末动能+ U0.5mV0^2 = 0.5*2m*V^2 + U ,将V = V0/2带入求得 U = mV0^2/46.过程详细些要加分哦~在光滑水平面上,有AB两小车,水平面左侧有一竖墙,在小车B 上坐着一个小孩,小孩和B的总质量是A的10倍,辆车从静止开始,小孩吧A车以相对于地面的速度推出,车A与强碰撞后仁以原速率返回,小孩接到A车后,又把它以相对于速度V推出,车A返回后小孩再把他推出,每次推出A车后,车A相对于地面的速度都是V,方向向左,则小孩把A车推出多少次后,车A返回时,小孩不能在接到A车解:设A小车质量为m,则B车和小孩总质量是10m第一次推小车,B车和小孩获得动量mV以后每推一次,因为A车的动量改变2mV,所以B车和小孩组成的系统获得动量2mV.如果最后一次推车后,小孩不能接到A。
那么要求小孩的速度要大于A车的速度设次数为N。
那么有mV +2mVN 为B车和小孩获得的总动量,对应B车的速率为V' = [mV +2mV(N -1))]/10m = (V +2NV)/10 ,当V'大于等于V时,就不能借到车了这样得到N最少等于67 .有A、B两质量均为M的小车,在光滑的水平面上以相同的速度V 相向运动,A车上一质量为m的人至少要以多大的速度(对地)从A车跳到B车上,才能避免两车相撞?人和两个车组成的系统动量守恒。
解:不相撞,就要求最终A、B车,以及人这三个至少速度要大小相同,方向一致。
设共同速度为V1 ,有(M+m)*V - MV = (2M+m)*V1得到V1 = mV/(2M+m)设人起跳速度为V'那么有mV' - MV = (M+m)*V1解得V' = V*(2M^2+2Mm+m^2)/【m(2M+m) 】8. 连同装备在内质量M=100kg的宇航员离飞船45m处与飞船相对静止,他带有一个质量m=0.5kg氧气的储气筒,其喷嘴可使氧气以V=50m/s的速度在几段的时间内相对宇航员自身喷出。
宇航员完成任务时要返回,他向反向释放0.15kg氧气,同时留一部分氧气供返回途中呼吸。
设他的耗氧量k是2.5×10-4次方kg/s,求总共用掉的氧气是多少?解:解:喷气过程动量守恒有0.15*50 = (100-0.15)V求出V = 0.075m/s人回到飞船用时间t = 45/0.075 = 600秒总共用掉氧气为0.15 + 600*2.5×10-4次方= 0.3千克9. 长度L=1m、质量M=0.25kg的木板放在光滑水平面上,质量m=2kg的小物块位于木板的左端,木板和物块间的动摩擦因素μ=0.1,先突然给木板一向左的初速度Vo=2m/s,同时对小物块施加一水平向右的恒定拉力F=10N,经过一段时间后,物块与木板相对静止,取g=10,求:物块最终在木板上的位置解:动量方法:选向右为正方向,设速度相等时为V,木板位移为S,则小木块位移了S+L',L'是物块和木板的相对运动距离。
整个过程M减速到零然后加速,m一直加速,最终速度达到相同,方向向右对于物块有(S+L')= 0.5a1*t^2 (1)对于木板有S= -VO*t + 0.5a2*t^2 (2)对整体用动量定理有-MVO + F*t = (M+m)*V (3)其中a1 = (F - f)/m = (10 - 2)/2 = 4a2 = f/M = 2/0.25 = 8 ,t = V/a1 =V/6把t带入后由3式求出V =2,所以t = V/a1 = 0.5 ,把t带入2式求出S = 0,把t,S带入1式求出L' = 0.5L'就是题目让求的量。
最终结果是L' = 0.5米物块最终停在木板的中间。
10.质量为M、长度为d的木块,放在光滑的水平面上,在木块右边有一个销钉把木块挡住,使木块不能向右滑动。
质量为m的子弹以水平速度V0射入木块,刚好能将木块射穿。
现在拔去销钉,使木块能在水平面上自由滑动,而子弹仍以水平速度V0射入静止的木块。
设子弹在木块中受阻力恒定。
求:(1)子弹射入木块的深度(2)从子弹开始进入木块到与木块相对静止的过程中,木块的位移是多大?解:1. 设阻力为f那么fd = 0.5mV0^2 ,求出f = mV0^2/2d第二次打根据动量守恒有mV0 = (M+m)V,求出共同速度为V= mV0/(M+m)有fD = 0.5mV0^2 - 0.5(M+m)V^2带入V整理求出深度D2.大木块的动能= 摩擦力做功有0.5MV^2 = fL可以求出摩擦力对M的作用距离L木块的位移= L – D11. 在秋季运动会上,一质量为50千克的运动员撑杆跳起横向越过横杆后,从5米高处自由下落到一厚软垫上,若运动员从接触软垫到下陷至最低点经历了0.2秒的时间。
取g=10m/s",不计空气阻力,把运动员视为质点。
求(1)运动员刚接触软垫时的速度为多大?(2)运动员从接触软点到下陷至最底点这段时间内,软垫对运动员的冲量有多大解:1.自由落体V^2 = 2gh得V = 跟下(2gh)= 10m/s2.动量定理动量变化量= 外力冲量和人最高点和最低点速率都为零,所以动量变化量为零所以重力的冲量等于垫子的冲量软垫冲量= G*t + mV =mg*t +mV = 600牛*米106. 长度L=0.4m的细线,栓着一个质量m=0.3kg的小球,在竖直平面内作圆周运动,小球运动到最低点时离地面高度h=0.8m,此时细线受到的拉力F=7N。
g取10m/s*s,求:(1)小球在最低点速度的大小;(2)若小球运动到最低点是细线恰好断裂,则小球着地是速度为多大?解:1.设最低点速率为V,由mV^2/L = F - mg 得到V = 跟下(16/3)2.设落地速率为V' 由能量关系末动能= 初动能+ 重力势能改变量有0.5*mV'^2 = 0.5mV^2 + mgh带入数据求得V'= 跟下(64/3)12. 轻杆长为3L,在杆的A、B两端分别固定质量均为m的球A和球B,杆上距球A为L 处的点O装在光滑的水平转动轴上,杆和球在竖直面内转动,某时刻将B球拉至水平位置,由静止释放,当杆运动到竖直方向时,求:1、此时A、B球速度的大小2、此时杆对A、B球的作用力3、在此过程中杆对A、B球所做的功解:1. 机械能守恒,A球势能增加,B球势能减小。
设A球速率为V,则B球速率为2Vmg*2L -mgL = 0.5mV^2 +0.5m(2V)^2 可求V = 跟下(2gL/5)2.从向心力的角度求,A球,mV^2/L = mg - F,的F = 3mg/5,方向向上B球,m(2V)^2/(2L) = F - mg。
得F= 9mg/5,方向向上3.对A,B球分别用动能定理对A 0.5mV^2 = 重力做功+ 杆做功= -mgL + 杆做功得到杆做功= 6mgl/5对B 0.5m(2V)^2 = 重力做功+ 杆做功=2mgL + 杆做功得到杆做功= -6mgL/5。