题达标测试专题5《动量和能量.ppt

专题达标测试一 选择题 每小题5分 共60分 1 2009 陕西师大附中 如图5 1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 当木块静止时在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以及在此过程中墙对弹簧的冲量I的大小分别为 图5 1 A v I 0B v I 2mv0C v I D v I 2mv0答案B 2 2009 东城区模拟 下列说法正确的是 A 质点做自由落体运动 每秒内重力所做的功都相同B 质点做平抛运动 每秒内动量的增量都相同C 质点做匀速圆周运动 每秒内合外力的冲量都相同D 质点做简谐运动 每四分之一周期内回复力做的功都相同 B 3 如图5 2所示 光滑绝缘水平面上有两只完全相同的金属球A B 所带电荷量分别为2Q和Q 现在使它们以相同大小的动量p0开始相向运动而发生碰撞 碰撞过程中没有机械能损失 碰后两小球又各自反向运动 当它们刚好回到各自的出发点时的动量大小分别为p1和p2 下列说法正确的是 A p1 p2 p0B p1 p2 p0C p1 p2p2 p0 图5 2 解析本题涉及的考点有冲量和动量 动量守恒定律的简单应用 因A B组成的系统只受库仑力 系统内力 作用 当A B系统从以相同大小的动量p0开始相向运动到经碰撞后各自回到出发点时满足动量守恒定律 以向右为正方向 有p0 p0 p2 p1 故p2 p1 碰撞前后其间的库仑力将对金属球做功 根据动能定理 对其中一个金属球有 F1 F s mv12 mv02 由于碰后两球电荷量平分 库仑力为F1 而碰前的库仑力为F 显然F1 F 所以v1 v0 即p2 p1 p0 只有选项B正确 答案B 4 2009 全国 21 质量为M的物块以速度v运动 与质量为m的静止物块发生正碰 碰撞后两者的动量正好相等 两者质量之比M m可能为 A 2B 3C 4D 5解析设碰后M m的速度分别为v1 v2 根据动量守恒 有Mv Mv1 mv2 又由题意得Mv1 mv2 碰撞过程中满足条件Mv2 Mv12 mv22 由 得 3因此 选项A B正确 选项C D错误 AB 5 2009 海淀区模拟 图5 3两个物体A B的质量分别为m1和m2 并排静止在水平地面上 用同向水平拉力F1 F2分别作用于物体A和B上 分别作用一段时间后撤去 两物体各自滑行一段距离后停止下来 两物体运动的速度 时间图象分别如图5 3中图线a b所示 已知拉力F1 F2分别撤去后 物体做减速运动过程的速度 时间图线彼此平行 相关数据已在图中标出 由图中信息可以得出 图5 3 A 若F1 F2 则m1小于m2B 若m1 m2 则力F1对物体A所做的功较多C 若m1 m2 则力F1对物体A的冲量较大D 若m1 m2 则力F1的最大瞬时功率一定是力F2的最大瞬时功率的2倍解析考查功 冲量 功率的计算以及动量定理 动能定理 从撤去拉力后的图象平行可知物体与地面的动摩擦因数相同 拉力作用时根据牛顿第二定律F1 m1g m1a1 F2 m2g m2a2 由图可知a1 a2 当F1 F2时 m1 m2 A对 当m1 m2时 由动量定理得 整个运动过程中拉力的冲量等于摩擦力 的冲量 由于摩擦力相同 ta tb 故力F1的冲量较小 C错 由动能定理知 整个运动过程中拉力做的功等于摩擦力做的功 由图象围成的面积可知两物体的位移sa sb 5m 故拉力对物体所做的功相同 B错 当m1 m2时 由图可得物体的加速度aA m s2 aB m s2 g 1m s2 解得F1 F2 8 5 故拉力的最大功率P1 P2 2 5F1 2F2 2 1 D对 答案AD 6 2009 宣武区第二次质检 在匀强磁场中有一带电粒子做匀速圆周运动 当它运动到M点时与一个静止的不带电的粒子碰撞 并瞬间复合为一体 那么碰撞后复合体的运动轨迹应为图中的哪一个 实线为原带电离子的运动轨迹 虚线为碰后复合体的运动轨迹 不计粒子重力 解析设带电粒子质量为M 圆周运动速度为v0 不带电粒子的质量为m 碰撞过程由动量守恒定律得 Mv0 M m v 又qvB M m A对 答案A7 2009 杭州市模拟 质量相等的物体分别在地球和月球上以相同的速度竖直上抛 如果不计任何阻力 则下列说法中正确的是 A 上升过程中的平均速度相等B 上升过程中所受重力的冲量相等C 上升过程中重力做功相等D 上升过程中重力做功的平均功率相等答案ABC8 2009 杭州市模拟 静止的核P衰变成新核Si而放射出一带电粒子 静止的核Th衰变为Pa而放射出一带电粒子 它们在一匀强磁场中的轨迹如图5 4所示 由此可知 图5 4 A 甲图为P的衰变轨迹B 甲图为Th的衰变轨迹C 图中2 4为新核轨迹 1 3为粒子轨迹D 图中1 3为新核轨迹 2 4为粒子轨迹答案BC9 2009 吉林市期末复习检测 如图5 5所示 分别用恒力F1与F2先后将质量为m的物体从静止开始沿着同一个粗糙的固定斜面由底端推到顶端 第一次力F1的方向沿斜面向上 第二次力F2的方向沿水平向右 两次所用的时间相同 在这两个过程中 图5 5 A F1与F2所做的功相同B 物体机械能变化量不同C 物体所受合力冲量相同D 物体动能的变化量不同解析F1与F2作用在物体上时 物体通过的位移相等 但位移方向的力大小不等 做功不相同 A错 由于物体经相同时间到顶端 因此两种情况物体受合力相同 那么推力F与滑动摩擦合力也相同 两种情况此合力做功相同 B D错 C对 答案C 10 如图5 6所示 一轻弹簧与质量为m的物体组成弹簧振子 物体在一竖直线上的A B两点间做简谐运动 点O为平衡位置 C为O B之间的一点 已知振子的周期为T 某时刻物体恰好经过C向上运动 则对于从该时刻起的半个周期内 以下说法中正确的是 A 物体动能变化量一定为零B 弹簧弹性势能的减少量一定等于物体重力势能的增加量C 物体受到回复力冲量的大小为mgT 2D 物体受到弹簧弹力冲量的大小一定小于mgT 2 图5 6 解析由简谐运动的知识可知 经历半个周期的时间 物体应运动到以O点为中心的对称位置 速度的大小跟在C点时相同而方向相反 故选项A正确 由于整个过程机械能守恒 可得弹簧弹性势能的减少量一定等于物体重力势能的增加量 选项B正确 再利用动量定理 可知选项C错误 选项D正确 答案ABD 11 长木板A放在光滑的水平面上 质量为m 2kg的另一物体B以水平速度v0 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5 7所示 则下列说法正确的是 A 木板获得的动能为2JB 系统损失的机械能为4JC 木板A的最小长度为1mD A B间的动摩擦因数为0 1 图5 7 解析从图可以看出 B做匀减速运动 A做匀加速运动 最后的共同速度为1m s 系统动量守恒 mv0 m M v 求得M 2kg 木板获得的动能为1J 系统损失的动能为2J 木板的最小长度为两者在1s内的位移差为1m B运动的加速度为1m s2 动摩擦因数为0 1 答案CD 12 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的物体乙以4m s的速度与甲相向运动 如图5 8所示 则 A 甲 乙两物块在弹簧压缩过程中 由于弹力作用 动量不守恒B 当两物块相距最近时 甲物块的速度为零C 当甲物块的速度为1m s时 乙物块的速率可能为2m s 也可能为0D 甲物块的速率可能达到5m s 如图5 8 解析由于弹簧是轻质的 甲 乙在水平方向上除相互作用外不受其他力 故水平方向上二者组成的系统动量守恒 A错 当甲 乙相距最近时应有v甲 v乙 故由动量守恒有mv乙 mv甲 2mv 其中以物体乙的初速度方向为正 代入数据有v 0 5m s B错 又二者作用过程中 总机械能也守恒 当二者分离时甲获得最大速度 则由动量守恒和能量守恒有 为两物块分离时乙的速度大小 解之得vm 4m s v 3m s 故D错 当甲物块的速度为向左的1m s时 由动量守恒可求得乙的速率为2m s 当甲物块的速度为向右的1m s 同样可求得乙的速率为0 故C对 答案C 二 解答题 13 14题各10分 15题20分 13 2009 吉安市五月第二次模拟 如图5 9所示 两块带有等量异种电荷的平行金属板分别固定在绝缘板的两端 组成一带电框架 两平行金属板间的距离L 1m 框架右端带负电的金属板上固定一根原长L0 0 5m的绝缘轻弹簧 框架的总质量M 9kg 由于带电 两金属板间产生了高电压U 2 103V 现用一质量m 1kg 带电量q 5 10 2C的带电小球将弹簧压缩 L 0 2m后用细线拴住 致使弹簧具有Ep 65J的弹性势能 现使整个装置放在光滑水平面 图5 9 上且以v0 1m s的速度向右运动 运动中拴小球的细线突然断裂致使小球被弹簧弹开 不计一切摩擦 且电势能的变化量等于电场力和相对电场方向位移的乘积 问 1 当小球刚好被弹簧弹开时 小球与框架的速度分别为多大 2 在细线断裂以后的运动中 小球能否与左端金属板发生碰撞 解析 1 当弹簧刚好恢复原长时小球与弹簧分离 设此时小球的速度为v1 框架的速度为v2 根据动量守恒 mv1 Mv2 m M v0根据能量守恒mv12 Mv22 m M v02 Ep Ep Ep 代入数值后解得v1 8m s v2 2m s 2 当小球与框架速度相等时 小球相对框架的位移最大 根据动量守恒 此时两者的共同速度为v0 设从小球被弹开至两者速度再次相等小球对地的位移为s1 框架对地的位移为s2 根据动能定理有mv02 mv12 代入数值解得s1 31 5cm s2 13 5cm因s1 s2 0 45m 0 5m 故小球不会碰到左侧金属板 答案 1 8m s2m s 2 不会 14 2009 武汉市五月模拟 如图5 10所示 在光滑水平面上有一质量M 1kg的足够长的木板C 在木板左端和离木板左端L 4 5m处各放置一质量均为m 1kg的物块A和B 均可视为质点 两物块与木板间动摩擦因数均为 0 2 g取10m s2 现给A物块一水平向右的初速度v0 6m s 求 1 A物块从开始运动到与B物块相碰需多长时间 2 若两物块碰后粘合在一起 则B物块将相对木板滑行多远 图5 10 解析 1 A物块在木板上减速运动 设加速度为a1 mg ma1 B物块与木板一起加速运动 设加速度为a2 mg m M a2 在A B碰前时间t内 设A B运动位移分别为s1 s2s1 v0t a1t2 s2 a2t2 两木块相碰前位移差L s1 s2 联立 代入数据解得t 1s t 3s舍去 2 设A B两物体碰前瞬间的速度分别为v1 v2v1 v0 a1t v2 a2t 设碰后A B速度为v3 由动量守恒定律mv1 mv2 2mv3 最终三者相对静止时 设速度为v4 由动量守恒定律2mv3 Mv2 2m M v4 碰后 设A B相对木板滑行s 对系统由功能关系 2mgs 2m M v42 2mv32 Mv22联立 代入数据解得s m 0 1875m答案 1 1s 2 0 1875m 15 2009 海淀区五月模拟 图5 11所示为某种弹射装置的示意图 光滑的水平导轨MN右端N处与水平传送带理想连接 传送带长度L 4 0m 皮带轮沿顺时针方向转动 带动皮带以恒定速率v 3 0m s匀速传动 三个质量均为m 1 0kg的滑块A B C置于水平导轨上 开始时滑块B C之间用细绳相连 其间有一压缩的轻弹簧 处于静止状态 滑块A以初速度v0 2 0m s沿B C连线方向向B运动 A与B碰撞后粘合在一起 碰撞时间极短 可认为A与B碰撞过程中滑块C的速度仍为零 因碰撞使连接B C的细绳受扰动而突然断开 弹簧伸展 从而 使C与A B分离 滑块C脱离弹簧后以速度vC 2 0m s滑上传送带 并从右端滑出落至地面上的P点 已知滑块C与传送带之间的动摩擦因数 0 20 重力加速度g取10m s2 1 求滑块C从传送带右端滑出时的速度大小 2 求滑块B C用细绳相连时弹簧的弹性势能Ep 3 若每次实验开始时弹簧的压缩情况相同 要使滑块C总能落至P点 则滑块A与滑块B碰撞前速度的最大值vm是多少 解析 1 滑块C滑上传送带后做匀加速运动 设滑块C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 加速度大小为a 在时间t内滑块C的位移为s 根据牛顿第二定律和运动学公式mg mav vC ats vCt at2 图5 11 解得s 1 25m L即滑块C在传送带上先加速 达到传送带的速度v后随传送带匀速运动 并从右端滑出 则滑块C从传送带右端滑出时的速度为v 3 0m s 2 设A B碰撞后的速度为v1 A B与C分离时的速度为v2 由动量守恒定律mv0 2mv12mv1 2mv2 mvC由能量守恒规律 Ep 2mv12 2mv22 mvC2解得Ep 1 0J 3 在题设条件下 若滑块A在碰撞前速度有最大值 则碰撞后滑块C的速度有最大值 它减速运动到传送带右端时 速度应当恰好等于传送带的速度v 设A与B碰撞后的速度为v1 分离后A与B的速度为v2 滑块C的速度为vC 由动量守恒定律和能量守恒定律mvm 2mv1 2mv1 2mv2 mvC Ep 2mv1 2 2mv2 2 mvC 2由运动学公式vC 2 v2 2aL解得vm 7 1m s答案 1 3 0m s 2 1 0J 3 7 1m s 返回