2018学年高中物理 第一章 碰撞与动量守恒章末习题（提高篇）教科版选修3-5.doc

动量守恒定律章末习题检测(提高篇)一、选择题1如图所示，水平轻弹簧与物体A和B相连，放在光滑水平面上，处于静止状态物体A的质量为m，物体B的质量为M，且Mm现用大小相等的水平恒力F1、F2拉A和B，从它们开始运动到弹簧第一次伸长到最长的过程中（弹簧始终在弹性限度范围内）（ ） AB的动量变化量的大小等于A的动量变化量的大小 B当A的动能最大时，B的动能也最大 CA和B做的总功为零 D弹簧第一次最长时，A和B的总动能最大2放在光滑水平面上的物体A和B之间用一弹簧相连，一颗水平飞来的子弹沿着AB连线击中A，并留在其中，若A和B及子弹质量分别为mA和mB及m，子弹击中A之前的速度为v0，则（ ） AA物体的最大速度为 BB物体的最大速度为 C两物体速度相同时其速度为 D条件不足，无法计算3向空中发射一物体，不计空气阻力，当此物体的速度恰好沿水平方向时，物体炸裂成a和b两块，若质量较大的a块的速度方向仍沿原来的方向，则（ ） Ab块的速度方向一定与原速度方向相反 B从炸裂到落地的这段时间里，a块飞行的水平距离一定比b块大 Ca块和b块一定同时到达地面 D在炸裂过程中，a块与b块受到的爆炸力的冲量大小一定相等4如图所示，在光滑水平地面上放着两个物体，其间用一根不能伸长的细绳相连，开始时B静止，A具有4 kgms的动量（令向右为正），开始绳松弛在绳拉紧（可能拉断）的过程中，A、曰动量的变化可能为（ ） ApA=4 kgms，pB=4 kgms BpA=2 kgms，pB=2 kgms CpA=2 kgms，pB=2 kgms DpA=pB=2 kgms5在光滑的水平桌面上静止着长为L的方木块M，今有A、B两颗子弹沿同一水平轨道分别以速度vA、vB从M的两侧同时射入木块A、B在木块中嵌入的深度分别为dA、dB，且dAdB，dA+dBL，而木块却一直保持静止，如图所示，则可判断A、B子弹在射入前（ ） A速度vAvB BA的动能大于B的动能 CA的动量大小大于B的动量大小 DA的动量大小等于B的动量大小6平静的水面上停着一只小船，船头站立着一个人，船的质量是人的质量的8倍从某时刻起，这个人向船尾走去，走到船中部他突然停止走动水对船的阻力忽略不计下列说法中正确的是（ ） A人走动时，他相对于水面的速度和小船相对于水面的速度大小相等、方向相反 B他突然停止走动后，船由于惯性还会继续运动一小段时间 C人在船上走动过程，人对水面的位移是船对水面的位移的9倍 D人在船上走动过程，人的动能是船的动能的8倍7图为两物体A、B在没有其他外力作用时相互作用前后的v-t图象，则由图象可知（ ） AA、B的质量之比为53 BA、B作用前后总动量守恒 CA、B作用前后总动量不守恒 DA、B间相互作用力相同 8如图甲所示，一质量为M的木板静止在光滑水平面上，现有一质量为m的小滑块以一定初速度v0从木板的左端开始向木板的右端滑行，滑块和木板的水平速度大小随时间变化的情况如图1-12乙所示，根据图象作出如下判断（ ） 滑块始终与木板存在相对运动；滑块未能滑出木板；滑块的质量m大于木板的质量M；在t1时刻滑块从木板上滑出 A B C D二、填空题9如图1-13所示，一个质量M=0.5 kg的斜面体A原来静止在光滑的水平面上，一个质量m=40 g的小球B以水平速度v0=30 ms撞到A的斜面上，碰撞时间极短，碰后变为竖直向上运动，则物体A碰后的速度为_ 10为验证“两小球碰撞过程中动量守恒”，某同学用如图所示的装置依次进行了如下的实验操作： 将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于紧靠槽口处，使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O； 将木板向右平移适当的距离固定，再使小球a从原固定点处由静止释放，撞到木板上得到痕迹B； 把半径与a相同的小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球a仍从原固定点处由静止释放，和小球b相碰后，两球撞在木板上得到痕迹A和C； 用天平测得a、b两小球的质量分别为ma、mb，用刻度尺测量纸上D点到A、B、C三点的距离分别为y1、y2、y3 根据上述实验过程，回答： （1）所选用的两小球质量关系应为ma_mb，半径关系应为ra_rb（填“”“”或“=”） （2）用实验中所测得的量来验证两小球碰撞过程动量守恒，其表达式为_三、解答题11对于两物体碰撞前后速度在同一直线上，且无机械能损失的碰撞过程，可以简化为如下模型：A、B两物体位于光滑水平面上，仅限于沿同一直线运动当它们之间的距离大于等于某一定值d时，相互作用力为零；当它们之间的距离小于d时，存在大小恒为F的斥力设A物体质量m1=1.0 kg，开始时静止在直线上某点；B物体质量m2=3.0 kg，以速度v0从远处沿该直线向A运动，如图所示若d=0.10 m，F=0.60 N，v0=0.20 ms，求： （1）相互作用过程中A、B加速度的大小； （2）从开始相互作用到A、B间的距离最小时，两物体组成的系统动能的减少量； （3）A、B间的最小距离12如图所示，P是固定的竖直挡板，A是置于光滑平面上的平板小车（小车表面略低于挡板下端），B是放在小车最左端表面上的一个可视为质点的小物块开始时，物块随小车一起以相同的水平速度v0向左运动，接着物块与挡板发生了第一次碰撞，碰后物块相对于车静止时的位置离小车最左端的距离等于车长的34，此后物块又与挡板发生了多次碰撞，最后物块恰好未从小车上滑落若物块与小车表面间的动摩擦因数是个定值，物块与挡板发生碰撞时无机械能损失且碰撞时间极短，试确定小车与物块的质量关系 13一垒球手水平挥动球棒，迎面打击一以速度5.0 ms水平飞来的垒球垒球随后在离打击点水平距离为30 m的垒球场上落地设垒球质量为0.18 kg，打击点离地面高度为2.2 m，球棒与垒球的作用时间为0.010 s，重力加速度为9.9 ms2，求球棒对垒球的平均作用力的大小14一质量为M的长木板，静止在光滑的水平面上一质量为m的小滑块以水平速度v0从长木板的一端开始在木板上滑动，直到离开木板滑块刚离开木板时的速度为若把此木板固定在水平桌面上，其他条件相同，求滑块离开木板时的速度v15用轻弹簧相连的质量均为2 kg的A、B两物块都以v=6 ms的速度在光滑的水平面上运动，弹簧处于原长，质量为4 kg的物块C在前方静止，如图所示B与C碰后二者粘在一起运动在以后的运动中，求： （1）当弹簧的弹性势能最大时，物体A的速度是多大？ （2）弹性势能最大值是多少？ （3）A的速度可能向左吗？为什么？【答案与解析】一、选择题1【答案】A、B 【解析】A、B以及弹簧组成的系统，水平方向上动量守恒，所以任何时刻A、B动量变化的大小相等，但A、B动量变化的方向相反，F1、F2都做正功，故C选项错误当弹簧拉力跟F1或F2相等时，A、B的动能最大2【答案】A、C 3【答案】C、D4【答案】C 【解析】绳张紧过程中动量守恒，动能要损失5【答案】A、B、D 【解析】由动量守恒可知D项正确，因为木块一直静止，所以A、B两子弹对木块的作用力等大，即木块对A、B两子弹的作用力等大，由动能定理可知B项正确根据可知A项正确6【答案】D 【解析】人船系统动量守恒，总动量始终为零，因此人、船的动量等大，速度和质量成反比是81，选项A错误人“突然停止走动”是指人和船相对静止，设这个速度为u，则(M+m)u=0，所以u=0，说明船的运动立即停止，选项B错误人和船系统动量守恒，速度和质量成反比，因此人的位移是船位移的8倍，选项C错误由动能、动量关系，人的动能是船的动能的8倍，选项D正确7【答案】A、B 【解析】A、B两物体发生碰撞，没有其他外力，A、B形成的系统总动量守恒，故选项B正确，选项C错误由动量守恒定律，得mAvA=mBvB，故选项A正确A、B之间相互作用力大小相等、方向相反，因而A、B间相互作用力不同故选项D错误8【答案】A 【解析】由图象直接可知正确，由v-t图的斜率可知aMam，而M与m相互作用力大小相等，因此mM，正确二、填空题9【答案】2.4 ms 【解析】因水平面光滑，所以斜面体A与小球B组成的系统在水平方向上动量守恒， 有：mv0=MvA， 10【答案】（1） （2） 【解析】（1）两小球要正碰，碰后a球不能反弹，故a球质量要大于b球质量，两球半径要相等（2）不放小球b时碰痕为反对应的速度为（s为轨道末端与木板的水平距离），碰后两球的碰痕分别是A、C，对应的速度分别是和，验证动量守恒，应有三、解答题11【答案】见解析【解析】（1）由牛顿第二定律可得 ， （2）两者速度相同时，距离最近，由动量守恒得 m2v0=(m1+m2)v， （3）根据匀变速运动规律 v1=a1t，v2=v0a2t， 当v1=v2时，解得A、B两者距离最近时所用时间 t=0.25 s， 解得 x=0.075 m12【答案】见解析【解析】设小车、物块的质量分别为M和m，车长为L，物块与小车间的动摩擦因数为，初速度为v0第一次碰后由于无机械能损失，因此物块的速度方向变为向右，大小仍为v0，此后它与小车相互作用，两者速度相等为v时（由题意知，此速度方向必向左，即必有Mm），此时相对车的最大位移为2，对物块、小车系统由动量守恒定律有(Mm)v0=(M+m)v，由能量守恒定律有 多次碰撞后，物块恰未从小车上滑落，表明最后当物块运动到小车最右端时两者刚好同时停止运动（或者速度同时趋于零）对物块、小车系统由能量守恒定律有 ，而由以上各式得v0=2v，M=3m13【答案】见解析【解析】以m、v和v，分别表示垒球的质量、垒球在打击过程始、末瞬时速度的大小，球棒与垒球的作用时间为t，球棒对垒球的平均作用力的大小为f，取力的方向为正方向，按动量定理有 ft=mvm(v) 垒球在与球棒碰撞后，以速率v，做平抛运动令打击点高度为h，垒球落地点与打击点的水平距离为x，则按平抛运动规律有 x=vt 式中，t是垒球做平抛运动的时间由式得 由式得 代入数据得 f=900 N14【答案】见解析【解析】设摩擦力对系统做功为盯，第一过程木板的速度为v， 对第一过程 对第二过程 由以上式得 15【答案】见解析【解析】（1）设弹性势能最大时，A的速为v1，当A、B、C三个物块同速时，弹性势能最大，由动量守恒定律有(mA+mB)v=(mA+mB+mC)v1 解得v1=3 ms （2）当B跟C碰撞时，弹簧不会突然发生形变，A的运动不受影响，以B和C为系统，设B、C粘在一起时的速度为v， 由动量守恒定律有 mBv=(mB+mC)v， 解得v=2 msB、C粘在一起后，以A、B、C为系统机械能守恒，则有，解得 Epm=12 J （3）由于A、B、C系统的总动量守恒（总动量p=24 kgms），假设A的速度向左，那么B、C的速度向右且一定大于4 ms，B、C具有的动能，而系统在B、C粘在一起后的总能量为48 J，由于不会出现能量增加的情况，所以不会出现A的速度向左