2018學年高中物理 第一章 碰撞與動量守恒 動量守恒定律的應用(碰撞)習題(提高篇)教科版選修3-5.doc
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動量守恒定律的應用(碰撞)一、選擇題1質(zhì)量為M和m0的滑塊用輕彈簧連接,以恒定的速度v沿光滑水平面運動,與位于正對面的質(zhì)量為m的靜止滑塊發(fā)生碰撞,如圖所示,碰撞時間極短,在此過程中,下列哪個或哪些說法是可能發(fā)生的?( ) AM、m0、m速度均發(fā)生變化,分別為v1、v2、v3,而且滿足(M+m0)v=Mv1+m0v2+mv3 Bm0的速度不變,M和m的速度變?yōu)関1和v2,而且滿足Mv=Mv1+mv2 Cm0的速度不變,M、m的速度都變?yōu)関,且滿足Mv=(M+m)v DM、m0、m速度均發(fā)生變化,M和m0速度都變?yōu)関,m速度變?yōu)関2,而且滿足(M+m)v0=(M+m0)v1+mv22A、B兩物體發(fā)生正碰,碰撞前后物體A、B都在同一直線上運動,其位移一時間圖象(s-t圖象)如圖中ADC和BDC所示由圖可知,物體A、B的質(zhì)量之比為( ) A11 B12 C13 D313三個相同的木塊A、B、C從同一高度處自由下落,其中木塊A剛開始下落的瞬間被水平飛來的子彈擊中,木塊B在下落到一定高度時,才被水平飛來的子彈擊中若子彈均留在木塊中,則三木塊下落的時間tA、tB、tC的關(guān)系是( ) AtAtBtC BtAtBtC CtAtCtB DtAtBtC4如圖所示,木塊A和B質(zhì)量均為2 kg,置于光滑水平面上,B與一輕質(zhì)彈簧一端相連,彈簧另一端固定在豎直擋板上,當A以4 ms的速度向B撞擊時,由于有橡皮泥而粘在一起運動,那么彈簧被壓縮到最短時,具有的彈性勢能大小為( ) A4 J B8 J C16 J D32 J5如圖所示,有兩個質(zhì)量相同的小球A和B(大小不計),A球用細繩吊起,細繩長度等于懸點距地面的高度,B點靜止放于懸點正下方的地面上現(xiàn)將A球拉到距地面高度為h處由靜止釋放,擺動到最低點與B球碰撞后粘在起共同上擺,則它們升起的最大高度為( ) Ah2 Bh Ch4 Dh6在光滑水平面上,動能為、動量的大小為的小鋼球l與靜止小鋼球2發(fā)生碰撞.碰撞前后球l的運動方向相反.將碰撞后球l的動能和動量的大小分別記為、,球2的動能和動量的大小分別記為、,則必有( ) A B C D7甲乙兩球在水平光滑軌道上向同方向運動,已知它們的動量分別是、,甲從后面追上乙并發(fā)生碰撞,碰后乙球的動量變?yōu)椤t兩球質(zhì)量與間的關(guān)系可能是下面的哪幾種?( ) A= B=2 C=4 D=68如圖所示,光滑水平面上有大小相同的A、B兩球在同一直線上運動兩球質(zhì)量關(guān)系為mB=2mA,規(guī)定向右為正方向,A、B兩球的動量均為6 kgms,運動中兩球發(fā)生碰撞,碰撞后A球的動量增量為4 kgms,則( ) A左方是A球,碰撞后A、B兩球速度大小之比為25 B左方是A球,碰撞后A、B兩球速度大小之比為110 C右方是A球,碰撞后A、B兩球速度大小之比為25D右方是A球,碰撞后A、B兩球速度大小之比為1109如圖所示,具有一定質(zhì)量的小球A固定在輕桿一端,輕桿另一端掛在小車支架的O點用手將小球拉至水平,此時小車靜止于光滑水平面上,放手讓小球擺下與B處固定的油泥碰擊后粘在一起,則小車將( ) A向右運動 B向左運動C靜止不動 D小球下擺時,車向左運動后又靜止10在光滑的水平面上有三個完全相同的小球,它們成一條直線,2、3小球靜止,并靠在一起,l球以速度v0射向它們,如圖所示設碰撞中不損失機械能,則碰后三個小球的速度可能值是( ) A Bv1=0,Cv1=0, Dv1=v2=0,v3=v0二、填空題11質(zhì)量為M的金屬塊和質(zhì)量為m的木塊用細線系在一起,以速度V在水中勻速下沉,某一時刻細線斷了,則當木塊停止下沉的時刻。鐵塊下沉的速率為_。(設水足夠深,水的阻力不計)12如圖所示,設車廂的長度為l,質(zhì)量為M,靜止于光滑的水平面上,車廂內(nèi)有一質(zhì)量為m的物體以初速度v0向右運動,與車廂壁來回碰撞n次后,靜止在車廂中,這時車廂的速度為_,方向與v0的方向_13一輛列車的總質(zhì)量為M,在平直的水平軌道上以速度v勻速行駛,突然最后一節(jié)質(zhì)量為m的車廂脫鉤,假設列車所受的阻力與車的重量成正比,機車的牽引力不變,當脫鉤的車廂剛好停止運動時,前面列車的速度為_三、解答題:14從高處自由下落一個質(zhì)量為m的物體,當物體下落h高度時突然炸裂成兩塊,其中質(zhì)量為m1的一塊恰好能沿豎直方向回到開始下落的位置,求剛炸裂時另一塊的速度v215如圖所示,長為0.8 m的細繩,一端固定于O點,另一端系一個質(zhì)量為m1=0.2 kg的球?qū)⑶蛱崞鹗辜毨K處于水平位置時無初速度釋放當球擺至最低點時,恰與放在光滑水平桌面邊緣的質(zhì)量為m2=1 kg的鐵塊正碰,碰后小球以2 ms的速度彈回若光滑桌面距地面高度h=1.25 m,鐵塊落地點距桌邊的水平距離多大?(g取10 rns2) 16如圖所示,一輕質(zhì)彈簧兩端連著物體A和B,放在光滑的水平面上,物體A被水平速度為v0的子彈擊中,子彈嵌在其中,已知A的質(zhì)量是B的,子彈的質(zhì)量是B的,求: (1)物體A獲得的最大速度 (2)彈簧壓縮量最大時物體B的速度【答案與解析】一、選擇題:1【答案】B、C【解析】因為碰撞時間極短,所以m0的速度應該不發(fā)生變化,A錯,D錯碰后M與m的速度可能相同也可能不同,B對,C對2【答案】C 【解析】由圖象知:碰前vA=4 ms,vB=0碰后vA=vB=1 ms由動量守恒可知選項C正確3【答案】C 【解析】木塊C做自由落體運動,木塊A被子彈擊中做平拋運動,木塊B在子彈擊中瞬間豎直方向動量守恒,mv=(M+m)v,即vv,木塊B豎直方向速度減小,所以tA=tCtB4【答案】B 【解析】 A與B碰撞過程動量守恒,有mAVA=(mA+mB)vAB,所以當彈簧被壓縮至最短時,A、B的動能完全轉(zhuǎn)化成彈簧的彈性勢能,所以5【答案】C【解析】本題中的物理過程比較復雜,所以應將過程細化、分段處理A球由釋放到擺到最低點的過程做的是圓周運動,應用動能定理可求出末速度,所以;A、B的碰撞過程符合動量守恒:mv1=(m+m)v2,所以;對A、B粘在一起共同上擺的過程應用機械能守恒, ,6【答案】 ABD【解析】 7【答案】C【解析】動量守恒得:;能量不增加:,符合實際:,綜上:8【答案】A 【解析】碰撞后,A球的動量增量為4 kgms,則B球的動量增量為4 kgms,所以A球的動量為2 kgms,B球的動量為10 kgms,即mAvA=2 kgms,mBvB=10 kgms且mB=2mA,則且碰撞后,原來在右邊的小球的速度大于在左邊小球的速度,故A球在左邊選項A正確9【答案】D10【答案】D 【解析】由題設條件,三個球在碰撞過程中總動量和總動能守恒若各球質(zhì)量均為m,則碰撞前系統(tǒng)的總動量為mv0,總動能為假如選項A正確,則碰后總動量為,這違反了動量守恒定律,故不可能假如選項B正確,則碰后總動量為,這也違反了動量守恒定律,故也不可能假如選項C正確,則碰后總動量為mv0,但總動能為,這顯然違反了機械能守恒定律,故也不可能而選項D既滿足機械能守恒定律,也滿足動量守恒定律故正確答案為D二、填空題11 【答案】12【答案】 ,相同【解析】不論物體與車廂怎樣發(fā)生作用,碰撞多少次,將物體與車廂作為系統(tǒng),物體與車廂間作用力是內(nèi)力,不改變系統(tǒng)的總動量,同時這一系統(tǒng)所受的合外力為零,系統(tǒng)的總動量守恒,以v0為正方向,有mv0(Mm)v13【答案】【解析】以整列列車為系統(tǒng),不管最后一節(jié)車廂是否脫鉤,系統(tǒng)所受的外力在豎直方向上重力與軌道給系統(tǒng)的彈力相平衡,在運動方向上牽引力與系統(tǒng)所受的總的阻力相平衡,即系統(tǒng)所受的外力為零,總動量守恒三、解答題:14【答案】由于v20,說明炸裂后另一塊的運動方向豎直向下【解析】以炸裂時分裂成的兩塊m1和(mm1)組成的系統(tǒng)為研究對象,在炸裂的這一極短的時間內(nèi),系統(tǒng)受到的合外力重力(并不為零),但炸裂時的爆炸力遠遠大于系統(tǒng)的重力,系統(tǒng)在豎直方向的動量可認為近似守恒取豎直向下的方向為正方向,炸裂前的兩部分是一個整體,具有的動量為:當爆炸結(jié)束時,其中質(zhì)量為m1的一塊向上運動并返回到出發(fā)點,其速度大小與炸裂前相同,動量方向與規(guī)定的正方向相反由動量守恒定律有解得由于v20,說明炸裂后另一塊的運動方向豎直向下15【答案】【解析】根據(jù)機械能守恒定律,先求小球與鐵塊相碰前的速度,再運用動量守恒定律,求出球與鐵塊相碰后鐵塊的速度v2,m1v=m1v1+m2v2,因為小球是被彈回的,故取v1=2 ms,代入上式可求得v2=1.2 ms由平拋公式可求得鐵塊的水平射程:16【答案】【解析】(1)子彈在擊中物體A的過程中,子彈和物體A組成的系統(tǒng)動量守恒,以后開始壓縮彈簧,A減速,故物體A開始壓縮彈簧時速度最大,設B質(zhì)量為m,則A質(zhì)量為,子彈質(zhì)量為,則,(2)當彈簧壓縮量最大時,物體A和B將有共同速度,由動量守恒定律可知:,- 配套講稿:
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