当前位置:首页 >> 理化生 >>

动量守恒定律及其应用习题(附答案)


动量守恒定律及其应用习题(附答案)
1. 如图所示,光滑水平面上有大小相同的 A、B 两球在同一直线上运动.两球质量关系为 mB=2mA,规定向右为正方向,A、 B 两球的动量均为 6kg· m/s,运动中两球发生碰撞,碰撞后 A 球 的动量增量为-4kg· m/s,则(A) A.左方是 A 球,碰撞后 A、B 两球速度大小之比为 2:5 B.左方是 A 球,碰撞后 A、B 两球速度大小之比为 1:10 C.右方是 A 球,碰撞后 A、B 两球速度大小之比为 2:5 D.右方是 A 球,碰撞后 A、B 两球速度大小之比为 1:10 2. 有一则“守株待兔”的古代寓言,设兔子的头部受到大小等于自身重量的打击时,即可致死. 假若兔子与树桩作用时间大约为 0.2s ,则若要被撞死,兔子奔跑的速度至少为( g ? 10 m / s )
2

( C ) A. 1m / s B. 1.5m / s C. 2m / s D. 2.5m / s 3. 向空中抛出一手榴弹,不计空气阻力,当手榴弹的速度恰好是水平方向时,炸裂成 a、b 两块, 若质量较大的 a 块速度方向仍沿原来的方向,则( CD ) A.质量较小的 b 块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内,a 飞行的水平距离一定比 b 的大 C.a、b 两块一定同时落到水平地面 a D.在炸裂过程中,a、b 两块受到的爆炸力的冲量大小一定相等 4. 两木块 A、B 质量之比为 2∶1,在水平地面上滑行时与地面间的动摩擦因数相同,则 A、 B 在开始滑行到停止运动的过程中,滑行的时间之比和距离之比( AD ) A.初动能相同时分别为 1∶ 2 和 1∶2 B.初动能相同时分别为 1∶2 和 1∶4 C.初动量相同时分别为 1∶ 2 和 1∶2 D.初动量相同时分别为 1∶2 和 1∶4 5. 在我们日常的体育课当中,体育老师讲解篮球的接触技巧时,经常这样模拟:当接迎面飞来 的篮球,手接触到球以后,两臂随球后引至胸前把球接住.这样做的目的是( D ) A.减小篮球的冲量 B.减小篮球的动量变化 C.增大篮球的动量变化 D.减小篮球的动量变化率 6.在光滑的水平面上,有 A、B 两个小球向右沿同一直线运动,取向右为正方向,两球的 动量分别为 PA ? 5kg ? m/s , PB ? 7kg ? m/s ,如图所示.若两球发生正碰,则碰后两球的动量 增量 ?PA 、 ?PB 可能是( B ) A. ?PA ? 3kg ? m/s , ?PB ? 3kg ? m/s B. ?PA ? ?3kg ? m/s , ?PB ? 3kg ? m/s C. ?PA ? 3kg ? m/s , ?PB ? ?3kg ? m/s D. ?PA ? ?10kg ? m/s , ?PB ? 10kg ? m/s 7. 材料不同的两个长方体,上下粘结在一起组成一个滑块,静止在光滑的水平面上.质量为 m 的子弹以速度 v0 水平射入滑块,若射击上层,子弹的深度为 d1;若射击下层,子弹的深度为 d2, 如图所示.已知 d1>d2.这两种情况相比较( B ) A.子弹射入上层过程中,子弹对滑块做功较多 B.子弹射人上层过程中,滑块通过的距离较大 C.子弹射入下层过程中,滑块受到的冲量较大 D.子弹射入下层过程中,滑块的加速度较小 8. 如图所示,质量相同的两个小物体 A、B 处于同一高度。现使 A 沿固定的光滑斜面无初 速地自由下滑,而使 B 无初速地自由下落,最后 A、B 都运动到同一水平地面上。不计空气 阻力。则在上述过程中,A、B 两物体( BD ) B A A.所受重力的冲量相同 B.所受重力做的功相同 C.所受合力的冲量相同 D.所受合力做的功相同

9. 如图所示,轻质弹簧上端悬挂于天花板,下端系有质量为 M 的圆板,处于平衡状态.开 始一质量为 m 的圆环套在弹簧外,与圆板距离为 h,让环自由下落撞击圆板,碰撞时间极 短,碰后圆环与圆板共同向下运动,使弹簧伸长.那么( C ) A.碰撞过程中环与板系统的机械能守恒 B.碰撞过程中环与板的总动能减小转化为弹簧的弹性势能 C.碰撞后新平衡位置与下落高度 h 无关 D.碰撞后环与板共同下降的过程中,它们动能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量 10.固定在水平面上的竖直轻弹簧,上端与质量为 M 的物块 B 相连,整个装置处于静止状 态时,物块 B 位于 P 处,如图所示.另有一质量为 m 的物块 C,从 Q 处自由下 落,与 B 相碰撞后,立即具有相同的速度,然后 B、C 一起运动,将弹簧进 一步压缩后,物块 B、C 被反弹.下列结论正确的是( BD ) A.B、C 反弹过程中,在 P 处物块 C 与 B 相分离 B.B、C 反弹过程中,在 P 处物 C 与 B 不分离 C.C 可能回到 Q 处 D.C 不可能回到 Q 处 11. 为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞(碰撞 过程中没有机械能损失),某同学选取了两个体积相同、 质量不等的小球,按下述 步骤做了如下实验: ①用天平测出两个小球的质量分别为 m1 和 m 2 ,且 m1 > m 2 . ②按照如图所示的那样,安装好实验装置.将斜槽 AB 固定在桌边,使槽的末端点的切线水平. 将一斜面 BC 连接在斜槽末端. ③先不放小球 m 2 ,让小球 m1 从斜槽顶端 A 处由静止开始滚下, 记下小球在斜面上的落点位置. ④将小球 m 2 放在斜槽前端边缘处,让小球 m1 从斜槽顶端 A 处滚 下,使它们发生碰撞,记下小球 m1 和小球 m 2 在斜面上的落点位 置. ⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点 B 的距离.图中 D、E、F 点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置,到 B 点的距离分别为 LD、LE、LF. 根据该同学的实验,回答下列问题: (1)小球 m1 与 m 2 发生碰撞后, m1 的落点是图中的 D 点, m 2 的落点是图中的 F 点. (2)用测得的物理量来表示,只要满足关系式 m1 LE ? m1 LD ? m2 LF ,则说明碰撞中动 量是守恒的. (3)用测得的物理量来表示,只要再满足关系式 m1 LE ? m1 LD ? m2 LF ,则说明两小球的碰撞 是弹性碰撞. 12. 有一炮竖直向上发射炮弹,炮弹的质量为 M=6.0kg(内含炸药的质量可以忽略不计),射出 的初速度 v0=60m/s.当炮弹到达最高点时爆炸为沿水平方向运动的两片,其中一片质量为 m=4.0kg.现要求这一片不能落到以发射点为圆心、以 R=600m 为半径的圆周范围内,则刚爆 炸完时两弹片的总动能至少多大?( g ? 10m/s 2 ,忽略空气阻力) 解:设炮弹止升到达最高点的高度为 H,根据匀变速直线运动规律,有:

v 0 ? 2 gH 2 分(H=180m)
设质量为 m 的弹片刚爆炸后的速度为 V ,另一块的速度为 v ,根据动量守恒定律,有:

2

mv ? (M ? m)V

设质量为 m 的弹片运动的时间为 t ,根据平抛运动规律,有:

H?

1 2 gt 2

R ? vt 2 分[t=6s, v =100m/s, V =200m/s]
Ek ? 1 2 1 mv ? ( M ? m)V 2 2 2

炮弹刚爆炸后,两弹片的总动能

解以上各式得 E k ?

1 MmR 2 g 2 2 2 ( M ? m)v 0

代入数值得 E k ? 6.0 ? 10 4 J

13. 如图所示,长为 R=0.6m 的不可伸长的细绳一端固定在 O 点,另一端系着质量为 m2=0.1kg 的 小球 B,小球 B 刚好与水平面相接触.现使质量为 m1=0.3kg 物块 A 以 v0=5m/s 的初速度向 B 运 动, A 与水平面间的动摩擦因数 μ=0.3,A、 B 间的初始距离 x=1.5m.两物体碰撞后,A 物块速度变 为碰前瞬间速度的 1/2,B 小球能在竖直平面内做圆周运动.已知重力加速度 g=10m/s2,两物体均 可视为质点,试求: ⑴ 两物体碰撞前瞬间,A 物块速度 v1 的大小; ⑵ 两物体碰撞后瞬间,B 球速度 v2 的大小; ⑶ B 球运动到圆周最高点时细绳受到的拉力大小. 解:⑴ 与 B 碰撞之前,A 做匀减速直线运动,有:

a?

F ? ?g m

2 v12 - v 0 =-2ax

解得 v1=4m/s

⑵ 碰撞过程中,A、B 系统动量守恒,有:m1v1=m1

v1 +m2v2 可得 v2=6m/s 2

⑶小球 B 在摆至最高点过程中,机械能守恒,设到最高点时的速度为 v3 1 1 2 2 m2 v 2 = m2 v 3 +m2g· 2R 2 2 v2 在最高点,: T ? m 2 g ? m 2 3 解得 T=1N R 14. 如图所示,水平光滑地面上停放着一辆小车,左侧靠在竖直墙壁上,小车的四分之一圆弧轨 道 AB 是光滑的,在最低点 B 与水平轨道 BC 相切,BC 的长度是圆弧半径的 10 倍,整个轨道处 于同一竖直平面内.可视为质点的物块从 A 点正上方某处无初速下落,恰好落入小车圆弧轨道 滑动,然后沿水平轨道滑行至轨道末端 C 处恰好没有滑出.已知物块到达圆弧轨道最低点 B 时 对轨道的压力是物块重力的 9 倍,小车的质量是物块的 3 倍,不考虑空气阻力和物块落入圆弧 轨道时的能量损失( g ? 10m/s 2 ).求: (1)物块开始下落的位置距水平轨道 BC 的竖直高度是圆弧半径的几倍; (2)物块与水平轨道 BC 间的动摩擦因数 μ. 解:(1)设物块的质量为 m,其开始下落处的位置距 BC 的竖直高度为 h,到达 B 1 点时的速度为 v,小车圆弧轨道半径为 R.由机械能守恒定律,有:mgh= mv2 2 v2 根据牛顿第二定律,有:9mg-mg=m 解得 h=4R R 则物块开始下落的位置距水平轨道 BC 的竖直高度是圆弧半径的 4 倍. (2)设物块与 BC 间的滑动摩擦力的大小为 F,物块滑到 C 点时与小车的共同速度为 v',物块在 小车上由 B 运动到 C 的过程中小车对地面的位移大小为 s,依题意,小车的质量为 3m,BC 长度 为 10R.由滑动摩擦定律有:F=μmg 由动量守恒定律,有 mv=(m+3m)v' 对物块、小车分别应用动能定理,有 1 1 1 -F(10R+s)= mv'2- mv2 Fs= (3m)v'2-0 μ=0.3 2 2 2 15. 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。通过对以下简化模型的计 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。 设子弹初速度为 v0 ,射入厚度为 2d 的钢板后,最终钢板和子弹的共同速度为 V,由动量守 恒得

(2m ? m)V ? mv0
此过程中动能损失为

1 v0 3 1 2 1 ?E ? mv0 ? ? 3mV 2 2 2
①解得 V ? ③

② 解得

?E ?

1 2 m0 v 3

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,由动量守恒得

mv1 ? mV1 ? mv0

因为子弹在钢板中受到的阻力为恒力,射穿第一块钢板的动能损失为

1 2 1 1 2 ?E mv1 ? mV12 ? mv0 ? 2 2 2 2

?E ,由能量守恒得 2



联立①②③④式,且考虑到 v1 必须大于 V1 ,得

1 3 v1 ? ( ? )v0 2 6



设子弹射入第二块钢板并留在其中后两者的共同速度为 2,由动量定恒得

2mV2 ? mv1
联立①②⑤⑥⑦式得

⑥ 损失的动能为

?E ?

1 2 1 mv1 ? ? 2mV22 2 2




?E ?

1 3 ?E (1 ? )? 2 2 2

因为子弹在钢板中受到的阻力为恒力,由⑧式可得,射入第二块钢板的深度 x 为

x?

1 3 (1 ? )d 2 2



16. 如图所示,两个完全相同的质量为 m 的木板 A、B 置于水平地面上,它们的间距 s=2.88m. 质量为 2m,大小可忽略的物块 C 置于 A 板的左端,C 与 A 之间的动摩擦因数为 μ1=0.22,A、B 与水平地面之间的动摩擦因数为 μ2=0.10.最大静摩擦力可以认为等于滑动摩擦力.开始时,三 个物体处于静止状态.现给 C 施加一个水平向右,大小为 0.4mg 的恒力 F,假定木板 A、B 碰撞 时间极短,且碰撞后粘连在一起.要使 C 最终不脱离木板,每块木板的长度至少应为多少?
F 解:第一阶段拉力 F 小于 CA 间最大静摩擦 C 力,因此 CA 共同加速到与 B 相碰,该过程 A B 对 CA 用动能定理:F-μ2?3mgs=3mv12/2,得 s v1=0.8 3 m/s AB 相碰瞬间,AB 动量守恒,碰后共同速度 v2=0.4 3 m/s C 在 AB 上滑行全过程,ABC 系统所受合外力为零,动量守恒,C 到 B 右端时恰好达到共 速:2mv1+2mv2=4mv 因此共同速度 v=0.6 3 m/s C 在 AB 上滑行全过程用能量守恒:F?2L=4mv2/2-(2mv12/2+2mv22/2)+μ1?2mg?2L 得 L=0.3m 17. 如图所示,质量 M=3.5kg 的小车静止于光滑水平面上靠近桌子处,其上表面与水平桌面相 平,小车长 L=1.2m,其左端放有一质量为 m2=0.5kg 的滑块 Q.水平放置的轻弹簧左端固定,质量 为 m1=1kg 的小物块 P 置于桌面上的 A 点并与弹簧的右端接触.此时弹簧处于原长,现用水平 向左的推力将 P 缓慢推至 B 点(弹簧仍在弹性限度内)时,推力做的功为 WF,撤去推力后,P 沿桌 面滑动到达 C 点时的速度为 2m/s,并与小车上的 Q 相碰,最后 Q 停在小车的右端,P 停在距小 车左端 S=0.5m 处.已知 AB 间距 L1=5cm,A 点离桌子边沿 C 点距离 L2=90cm,P 与桌面间动摩 擦因数 μ1=0.4,P、Q 与小车表面间动摩擦因数 μ2=0.1.(g=10m/s.)求: (1)推力做的功 WF;

(2)P 与 Q 碰撞后瞬间 Q 的速度大小和小车最后速度 v. 解:(1)对 P 由 A→B→C 应用动能定理,得 1 2 WF-μ1m1g(2L1+L2)= m1vc (4 分) 2 解得 WF=6J (3 分) (2)设 P、Q 碰后速度分别为 v1、v2,小车最后速度为 v,由动量守恒定律得 m1vc=m1v1+-m2v2 (2 分) m1vc=(m1+m2+M)v (2 分) 由能量守恒得 1 1 1 2 2 μ2m1gS+μ2m2gL= m1v1 (3 分) ? m2v2 ? ?M ? m1 ? m2 ?v 2 2 2 2 解得,v2=2m/s 2 v2′= m / s 3 v=0.4m/s (3 分) 2 5 当 v2′= m / s 时,v1= m / s >v2′不合题意,舍去. (2 分) 3 3 即 P 与 Q 碰撞后瞬间 Q 的速度大小为 v2=2m/s 小车最后速度为 0.4m/s 18. 如图所示为某种弹射装置的示意图,轻弹簧左端与一固定挡板相连,光滑的水平导轨 MN 右端 N 处与水平传送带理想连接,传送带长 L=4.0m,皮带轮沿顺时针方向转动,带动皮带以速 率 v=3.0m/s 匀速转动.两个质量均为 m=1.0kg 的滑块 A、B 置于水平导轨上.第一次使滑块 A 压缩轻弹簧至某一位置,由静止释放,滑块 A 离开弹簧后以某一速度与 B 发生弹性碰撞,碰后 滑块 B 以速度 vB=2.0m/s 滑上传送带,并从传送带右端 P 点滑出落至地面上的 Q 点,已知滑块 B 与传送带之间的动摩擦因数 μ=0. 20,重力加速度 g 取 10m/s2.求: (1)滑块 B 到达传送带右端 P 点时的速度; (2)第二次实验时,使皮带轮沿逆时针方向转动,带动皮带以速率 v=3.0m/s 匀速转动,仍要使滑 块 B 落至 Q 点,则需将滑块 A 压缩弹簧至另一位置由静止释放,后与 B 发生弹性碰撞,求此过 程弹簧对滑块 A 做的功 W; (3)在第二次实验过程中,滑块 B 在传送带上滑动过程中产生的热量 Q. 解:(1)滑块 B 滑上传送带后作匀加速直线运动.设滑块 B 从滑上传送带到速度达到传送带的速度 v 所用的时间为 t,加速度为 a,在时间 t 内滑块 B 的位移为 x,根据牛顿第二 定律和运动学规律有: μmg=ma v=vB+at x=vBt+ at2

1 2

得 x=1.25m<L

即滑块 B 在传送带上先加速,后匀速运动,则滑块 B 到 P 点时的速度为 v=3m/s. (2)要使 B 仍落在 Q 点,则 B 到达 P 点的速度仍为 v=3m/s 设 A 与弹簧分离时速度为 v0,A、B 碰撞后 A 的速度为 v1,B 的速度为 v2, v2-v22=-2aL v=5m/s 由动量守恒定律有:mv0=mv1+mv2 设弹簧对 A 做的功为 W,由动能定理得

1 1 2 m?0 ? mv1 2 2
t=1s

2

?

1 2 mv2 2

W= mv02

1 2

由以上各式得 W=12.5J (3)设滑块 B 从 N 到 P 的时间为 t v=v2-at 传送带向左运动的距离为 s1=vt=3m 则产生的热量 Q=μmg(s1+L) Q=14J


相关文章:
动量守恒定律及其应用习题(附答案).doc
动量守恒定律及其应用习题(附答案) - 动量守恒定律及其应用习题(附答案) 1.
动量守恒定律及其应用习题(附答案)_图文.pdf
动量守恒定律及其应用习题(附答案) - 动量守恒定律及其应用习题(附答案) 1.
动量守恒定律习题及答案.doc
动量守恒定律习题及答案_理学_高等教育_教育专区。动量守恒定律及其应用习题(附答案) 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...
动量守恒定律及应用练习题_1.doc
动量守恒定律及应用练习题_1_理化生_高中教育_教育专区。动量守恒定律及其应用习题(附答案) 动量守恒定律及应用练习题 一、选择题 1.木块 a 和 b 用一根轻弹簧...
...物理初步(第1课时)动量守恒定律及其应用习题【含答案】.doc
四章碰撞与动量守恒定律近代物理初步(第1课时)动量守恒定律及其应用习题含答案】_初三理化生_理化生_初中教育_教育专区。四章碰撞与动量守恒定律近代物理初步(第1...
专题(1)动量守恒定律及其应用 答案.doc
专题(1)动量守恒定律及其应用 答案_高一理化生_理化生_高中教育_教育专区。专题(1) 动量守恒定律及其应用 知识梳理整合 1.动量 (1)表达式:___ (2)动量、动能...
动量守恒定律练习题附答案.doc
动量守恒定律练习题附答案 - 动量守恒定律及其应用 1.(2006全国理综)一
动量守恒定律及应用练习题.doc
动量守恒定律及应用练习题答案一、选择题 1.B C 2.B 3.B C 4.A
届高考物理一轮复习专题动量守恒定律及其应用专项练习....doc
届高考物理一轮复习专题动量守恒定律及其应用专项练习【含答案】_初三理化生_理化...动量守恒定律及其应用 一、选择题(1~5 题为单项选择题,6~8 题为多项选择...
动量 动量守恒定律及其应用(含答案).doc
动量 动量守恒定律及其应用(含答案) - 考点内容 动量、动量守恒定律及其应用 弹性碰撞和非弹性碰撞 光电效应 爱因斯坦光电效应方程 氢原子光谱 氢原子的能级结构、...
...第6章 动量守恒定律及其应用 6动量守恒定律及其应用含答案_....doc
2018版高考物理复习 第6章 动量守恒定律及其应用 6动量守恒定律及其应用含答案 - 时间:45 分钟 满分:100 分 一、选择题(本题共 6 小题,每小题 5 分,共 ...
动量守恒定律及应用练习题.doc
动量守恒定律及应用练习题答案一、选择题 1.B C 8.B 2.B 9.A C
162动量守恒定律及应用练习题.doc
动量守恒定律及应用练习题答案一、选择题 1.B C 2.B 3.B C 4.A
习题:第13章 第1讲 动量守恒定律及其应用.doc
习题:第13章 第1讲 动量守恒定律及其应用_高二理化生_理化生_高中教育_教育...系统动量守恒,最终两个物体以相同的速度一起向右 运动,B 正确. 答案 B 4....
动量守恒定律及应用练习题_1.doc
动量守恒定律及应用练习题答案 一、选择题 1.B C 2.B 3.B C 4.A
届高考物理一轮复习专题动量守恒定律及其应用检测题【....doc
届高考物理一轮复习专题动量守恒定律及其应用检测题【含答案】_初三理化生_理化生_初中教育_教育专区。届高考物理一轮复习专题动量守恒定律及其应用检测题【含答案】...
...第1讲 动量守恒定律及其应用 Word版含答案.doc
备战2015年高考物理(人教版)二轮必会题型:第十三章 第1讲 动量守恒定律及其应用 Word版含答案 - 第十三章 动量守恒定律 波粒二象性 原子结构与原子核 第1讲 ...
2018版高考一轮总复习物理模拟演练:动量守恒定律及其应用含答案_....doc
2018版高考一轮总复习物理模拟演练:动量守恒定律及其应用含答案 - 时间:45 分钟 满分:100 分 一、选择题(本题共 6 小题,每小题 5 分,共 30 分。其中 1...
...力学第13讲动量守恒定律及其应用-练习题-破题致胜.doc
高考物理重难点高效突破-力学第13讲动量守恒定律及其应用-练习题-破题致胜_高一...参考答案与解析 1.A 【解析】设火箭的质量(不含燃气)为 m1,燃气的质量为 ...
动量守恒定律及应用习题.doc
动量守恒定律及应用练习题答案 一、选择题 1. C2. B C4. D5. A
更多相关标签: