2022年高中物理动量及动量守恒定律 .pdf

动量定理 及动量守恒定律一、选择题1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、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 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 飞行的水平距离一定比b 的大Ca、b 一定同时到达水平地面D在炸裂过程中，a、b 受到的爆炸力的冲量大小一定相等2 质量为 1.0kg 的小球从高20m 处自由下落到软垫上， 反弹后上升的最大高度为5.0m，小球与软垫接触的时间为1.0s，在接触时间内小球受到合力的冲量大小为(空气阻力不计，g取 10m/s2) A10NsB20NsC 30N sD40Ns 3质量为 M 的小车中挂有一单摆，摆球质量为m0，小车 (和单摆 )以恒定的速度v 沿光滑水平地面运动，与位于正对面的质量为m 的静止木块发生碰撞，碰撞的时间极短，在此碰撞过程中，下列哪个或哪些说法是可能发生的？ 4竖直上抛一质量为m 的小球，经t 秒小球重新回到抛出点，若取向上为正方向，那么小球的动量变化为 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 9 页5质量为m 的物体做竖直上抛运动，从开始抛出到落回抛出点用时间为t，空气阻力大小恒为f。规定向下为正方向，在这过程中物体动量的变化量为 A(mg+f)tBmgtC(mg-f)tD以上结果全不对6质量为m 的物体，在受到与运动方向一致的外力F的作用下，经过时间t 后物体的动量由 mv1增大到 mv2，若力和作用时间改为，都由mv1开始，下面说法中正确的是 A在力 2F 作用下，经过2t 时间，动量增到4mv2B在力 2F作用下，经过2t 时间，动量增到4mv1C在力 F作用下，经过2t 时间，动量增到2(mv2-mv1) D在力 F作用下，经过2t 时间，动量增到2mv27一质量为m 的小球，从高为H的地方自由落下，与水平地面碰撞后向上弹起。设碰撞时间为t 并为定值，则在碰撞过程中，小球对地面的平均冲力与跳起高度的关系是 A跳起的最大高度h 越大，平均冲力就越大B跳起的最大高度h 越大，平均冲力就越小C平均冲力的大小与跳起的最大高度h 无关D若跳起的最大高度h 一定，则平均冲力与小球质量正比8质量为1kg 的物体做直线运动，其速度图象如图1 所示，则在前10s 和后 10s 内，物体所受合外力的冲量分别是 A10Ns，10NsB 10Ns，-10Ns C0，10NsD0，-10Ns 9如图 2 所示，固定斜面上除AB 段粗糙外，其余部分是光滑的，物块与AB 段间的动摩擦因数处处相同。当物块从斜面顶端滑下后，经过A 点的速度与经过C 点的速度相等，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 9 页且 AB=BC 。已知物块通过AB 段和 BC段所用时间分别是t1和 t2，动量变化量分别是p1和p2，则 At1=t2， p1=p2Bt1t2，p1=p2Ct1t2，p1 p2D t1=t2，p1=-p210匀速向东行驶的小车上有两球分别向东、向西同时抛出， 抛出时两球的动量大小相等，则 A球抛出后，小车的速度不变B球抛出后，小车的速度增加C球抛出后，小车的速度减小D向西抛出之球的动量变化比向东抛出之球的动量变化大11水平抛出在空中飞行的物体，不考虑空气阻力，则 A在相等的时间间隔内动量的变化相同B在任何时间内，动量变化的方向都是竖直方向C在任何对间内，动量对时间的变化率恒定D在刚抛出物体的瞬间，动量对时间的变化率为零12如图 3 所示、质量为m 的小球以速度v0水平抛出，恰好与倾角为30的斜面垂直碰撞，其弹回的速度大小与抛出时相等，则小球与斜面碰撞中受到的冲量大小是(设小球与斜面做用时间很短) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 9 页二、填空题13一机枪每分钟发射600 发子弹，子弹的质量为10g，发射时速度为80m/s 。发射子弹时用肩抵住枪托，则枪托对肩的平均作用力是_N。14质量为400g 的小球，以24m/s 的速度竖直上抛，假设小球受的空气阻力大小恒为重力的 0.2 倍。则抛出3s 内合外力的冲量为_。(g=10m/s2) 15质量是 0.2kg 的皮球以5m/s 的水平速度与墙相碰，再依3m/s 的速度反弹回来，与墙接触时间为0.1s， 设初速度方向为正， 皮球动量变化量为_， 墙对球的冲量为_，球对墙的冲力为_。16将一质量为0.5kg 的小球以初速度5m/s 水平抛出 ,空气阻力不计，落到地面时其动量的增量为10kgm/s， 则该小球在空中的飞行时间为_， 抛出点距地面的高度为_。(g=10m/s2) 17在粗糙的水平面上用水平恒力F 推动质量为m 的物体，由静止开始运动，经过1s撤去外力F，又经过2s 物体停止运动，则物体与水平面间的动摩擦因数为_。18质量是60kg 的建筑工人不慎由脚手架上跌下，由于安全带的保护被悬挂起来，已知安全带长4.9m，缓冲时间为0.3s，则安全带受到的平均拉力为_。19两条船在静止的水面上沿着平行的方向匀速直线滑行，速度都是6m/s，当两船相错时各给了对方20kg 的货物，此后乙船的速率减为4m/s，方向不变，若甲船原来的质量是300kg，则交换货物后甲船的速度为_m/s，乙船原来的总质量为_kg。 (水的阻力不计 ) 20 甲、 乙两物体质量之比m1m2=1 4， 在相同外力作用下由静止开始做匀加速运动，要使它们获得相同的速度，外力作用时间之比t1t2=_；要使它们获得相同的动量，外力作用时间t1 t2=_。三、计算题21如图4 所示，装甲车和其中炮弹的总质量为M，正沿轨道向右匀速行驶，其速度为 v0，发射一枚质量为m 的炮弹后，装甲车的速度变为V，仍向右行驶。若不计轨道的摩擦，求炮弹射出炮口时相对于炮口的速度是多少？(炮管是水平的) 22 如图 5 所示，一排人站在沿x 轴的水平轨道旁， 原点 O 两侧的人序号都为n(n=l、 2、3 )。每人只有一个沙袋。x 0 一侧的每个沙袋质量为m=14kg，x 0 一侧的每个沙袋质量为 m=10kg。一质量为M=48kg 的小车以某初速度从原点出发向正x 方向滑行。不计轨道阻力。当车每经过一人身旁时，此人就把沙袋水平速度u 朝与车速相反的方向沿车面扔到车精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 9 页上， u 的大小等于扔此袋之前的瞬间车速大小的2n 倍(n 是此人的序号数)。(1)空车出发后，车上堆积了几个沙袋时车就反向滑行？(2)车上最终有大小沙袋共多少个？练习题答案一、选择题：1C D2C3B C4A5D6C7A D 8D9D10B D11 A B C12 A 二、填空题：138N1412.8Ns，方向向下15 -1.6kg m/s， -1.6Ns，16N 162s，20m17F/3mg182548N195.2m/s，120kg 2014，11 三、计算题：21M(v0-V)/m 223，11 守恒定律一、动量守恒条件的分析与应用1、理想守恒情况：系统不受外力或外力的合力为零例 1、如图所示的装置中，木块B与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短现将子弹、 木块和弹簧合在一起作为研究对象（系统），则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 9 页v1 A、动量守恒、机械能守恒B、动量不守恒、机械能不守恒C、动量守恒、机械能不守恒D、动量不守恒、机械能守恒2、近似情况：系统虽受外力作用，但外力远小于内力，系统总动量近似守恒例 2、 质量为 M 的小车中挂有一个单摆，摆球的质量为M0，小车和单摆以恒定的速度V0不沿水平地面运动，与位于正对面的质量为M1的静止木块发生碰撞，碰撞时间极短，在此过程中，下列哪些说法是可能发生的（）A小车、木块、摆球的速度都发生变化，分别为V1、 V2和V3，且满足： （ M+M0）V0=MV1+M1V2+M0V3；B摆球的速度不变，小车和木块的速度为V1、V2，且满足： MV0=MV1+M1V2；C摆球的速度不变，小车和木块的速度都为V，且满足： MV0=（M+M1）V；D 小车和摆球的速度都变为V1， 木块的速度变为V2， 且满足： （M+M0） V0= （M+M0） V1+M1V23、单方向守恒：系统在某一方向上不受外力或受到的合外力为零，系统总动量在这个方向上守恒例 3、如图所示， AB 为一光滑水平横杆，杆上套一质量为M 的小圆环，环上系一长为L 质量不计的细绳，绳的另一端拴一质量为m 的小球，现将绳拉直，且与AB 平行，由静止释放小球，则当线绳与A B成角时，圆环移动的距离是多少？课堂检测1、如图所示，A、B 两物体的质量比mA mB=32，它们原来静止在平板车C 上，A、B 间有一根被压缩了的弹簧，A、B 与平板车上表面间动摩擦因数相同，地面光滑 .当弹簧突然释放后，则有（）AA、B 系统动量守恒BA、B、C 系统动量守恒C小车向左运动D小车向右运动2、 如图所示， 两带电金属球在绝缘的光滑水平桌面上沿同一直线相向运动，A 球带电为 q，B 球带电为 +2q，下列说法中正确的是（）A相碰前两球的运动过程中，两球的总动量守恒B相碰前两球的总动量随两球的距离逐渐减小而增大C相碰分离后的两球的总动量不等于相碰前两球的总动量，因为两球相碰前作用力为引力，而相碰后的作用力为斥力D相碰分离后任一瞬时两球的总动量等于碰前两球的总动量，因为两球组成的系统合外力为零3、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三者组成的系统，因为枪弹和枪筒之间的摩擦力很小，使系统的动量变化很小，可以忽略不计，故系统动量近似守恒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，这精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 9 页两个外力的合力为零4、质量为M 的楔形物块上有圆弧轨道，静止在水平面上。质量为m 的小球以速度v1向物块运动。不计一切摩擦，圆弧小于90且足够长。求小球能上升到的最大高度H 和物块的最终速度v。二、动量守恒定律四性（1） 、动量守恒定律的系统性动量守恒定律描述的对象是由两个以上的物体构成的系统，研究的对象具有系统性。例 1、 一门旧式大炮在光滑的平直轨道上以V=5m/s 的速度匀速前进， 炮身质量为 M=1000kg，现将一质量为m=25kg 的炮弹， 以相对炮身的速度大小u=600m/s 与 V反向水平射出， 求射出炮弹后炮身的速度V/. （2） 、动量守恒定律的矢量性动量守恒定律的表达式是矢量方程，对于系统内各物体相互作用前后均在同一直线上运动的问题， 应首先选定正方向，凡与正方向相同的动量取正，反之取负。对于方向未知的动量一般先假设为正，根据求得的结果再判断假设真伪。例 2、质量为 m 的 A 球以水平速度V 与静止在光滑的水平面上的质量为3m 的 B球正碰， A球的速度变为原来的1/2，则碰后B球的速度是（以V 的方向为正方向）.（）A.V/2, B.V C.V/2 D.V/2 （3） 、动量守恒定律的相对性动量守恒定律表达式中各速度必须是相对同一参考系。因为动量中的速度有相对性，在应用动量守恒定律列方程时，应注意各物体的速度必须是相对同一参考系的速度。若题设条件中物体不是相对同一参考系的，必须将它们转换成相对同一参考系的，必须将它们转换成相对同一参考系的速度。一般以地面为参考系。例 3、某人在一只静止的小船上练习射击，船、人和枪（不包含子弹）及船上固定靶的总质量为 M，子弹质量 m，枪口到靶的距离为L，子弹射出枪口时相对于枪口的速率恒为V，当前一颗子弹陷入靶中时，随即发射后一颗子弹，则在发射完全部n 颗子弹后，小船后退的距离多大？（不计水的阻力）4、动量守恒定律的同时性动量守恒定律方程两边的动量分别是系统在初、末态的总动量， 初态动量的速度都应该是互相作用前同一时刻的瞬时速度，末态动量中的速度都必须是相互作用后同一时刻的瞬时速度。例 4、平静的水面上有一载人小船，船和人共同质量为M，站立在船上的人手中拿一质量为m 的物体。起初人相对船静止，船、人、物体以共同速度V0前进，当人相对于船以速度u 向相反方向将物体抛出时，人和船的速度为多大？（水的阻力不计）。课堂检测1、如图所示，用细线挂一质量为M 的木块，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和 v（设子弹穿过木块的时间和空气阻力不计），木块的速度大小为（）ABCD2、如图所示，A、B 两物体的质量比mAmB=32，它们原来静止在平板车C 上，0vMmvmv/)(0Mmvmv/ )(0)/()(0mMmvmv)/()(0mMmvmv精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 9 页A、B 间有一根被压缩了的弹簧，A、B 与平板车上表面间动摩擦因数相同，地面光滑.当弹簧突然释放后，则有（）AA、B 系统动量守恒BA、B、C 系统动量守恒C小车向左运动 D小车向右运动3、如图所示，三辆相同的平板小车a、b、c 成一直线排列，静止在光滑水平地面上，c 车上一个小孩跳到b 车上，接着又立即从b 车跳到 a 车上，小孩跳离c 车和 b 车时对地的水平速度相同，他跳到a 车上没有走动便相对a 车保持静止，此后（）Aa、c 两车的运动速率相等Ba、b 两车的运动速率相等C三辆车的运动速率关系为vcvavbDa、c 两车的运动方向一定相反4、质量为2kg 的小车以2m/s 的速度沿光滑的水平面向右运动，若将质量为2kg 的砂袋以3m/s 的速度迎面扔上小车，则砂袋与小车一起运动的速度的大小和方向是（）A2.6m/s ，向右B2.6m/s，向左C0.5m/s，向左D0.8m/s，向右5、总质量为M 的火箭模型从飞机上释放时的速度为v0，速度方向水平。火箭向后以相对于地面的速率u 喷出质量为m 的燃气后，火箭本身的速度变为多大？课后检测1、在质量为M 的小车中挂有一单摆，摆球的质量为，小车（和单摆）以恒定的速度V沿光滑水平地面运动， 与位于正对面的质量为m 的静止木块发生碰撞， 碰撞的时间极短。在此碰撞过程中，下列哪个或哪些说法是可能发生的（）A 小 车 、 木 块 、 摆 球 的 速 度 都 发 生 变 化 ， 分 别 变 为、， 满 足B摆球的速度不变，小车和木块的速度变为和，满足C摆球的速度不变，小车和木块的速度都变为v，满足 MV（M+m ）v D 小 车 和 摆 球 的 速 度 都 变 为， 木 块 的 速 度 变 为， 满 足2、车厢停在光滑的水平轨道上，车厢后面的人对前壁发射一颗子弹。设子弹质量为m，口速度 v，车厢和人的质量为M，则子弹陷入前车壁后，车厢的速度为（）0m1v2v3v30210)(vmmvMvVmM1v2v21mvMvMV1v2v2100)()(mvvmMVmM精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 9 页Amv/M ，向前Bmv/M ，向后Cmv/ （m+M ） ，向前D0 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、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 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 飞行的水平距离一定比b 的大Ca、b 一定同时到达水平地面D在炸裂过程中，a、b 受到的爆炸力的冲量大小一定相等8两质量均为M 的冰船 A、B 静止在光滑冰面上，轴线在一条直线上，船头相对，质量为m 的小球从A 船跳入 B 船，又立刻跳回，A、B 两船最后的速度之比是_。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 9 页