动量守恒定律单元检测附答案.pdf
动量守恒定律单元测试 一选择题(共 14 小题）1(多选)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 的物块乙以 4m/s 的速度与甲相向运动，如图所示,则(）A甲、乙两物块在弹簧压缩过程中，动量守恒 B当两物块相距最近时，物块甲的速率为零 C当物块甲的速率为 1m/s 时，物块乙的速率可能为 2m/s，也可能为 0 D物块甲的速率可能达到 5m/s 2 如图所示,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,开始时木块静止在 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 以及此过程中墙对弹簧的冲量 I 的大小分别为（）Av=，I=0 Bv=，I=2mv0 Cv=,I=Dv=，I=2mv0 3 一物体做直线运动的 xt 图象如图所示，其中 OA 和 BC 段为抛物线,AB 段为直线并且与两段抛物线相切物体的加速度、速度、动能、动量分别用 a、v、Ek、P 表示，下列表示这些物理量的变化规律可能正确的是（）A B C D 4如图所示，质量为 m 的小滑块（可视为质点），从 h 高处的 A 点由静止开始沿斜面下滑,停在水平地面上的 B 点（斜面和水平面之间有小圆弧平滑连接）要使物体能原路返回，在 B 点需给物体的瞬时冲量最小应是(）A2m Bm C D4m 5（多选）将质量相等的三只小球 A、B、C 从离地同一高度以大小相同的初速度分别上抛、下抛、平抛出去,空气阻力不计，那么，有关三球动量和冲量的情况是（)A三球刚着地时的动量大小相同 B三球刚着地时的动量各不相同 C三球从抛出到落地时间内,受重力冲量最大的是 A 球，最小的是 B 球 D三球从抛出到落地时间内，受重力冲量均相同 6（多选）测量运动员体能的装置如图所示，质量为 m1的运动员将绳拴在腰间并沿水平方向跨过滑轮（不计滑轮质量及摩擦），下端悬吊一个 m2的重物，人用力向后蹬传送带，而人的重心不动,使传送带以 v 的速率向后运动,则不正确的是()A人对传送带不做功 B传送带对人的冲量等于零 C人对传送带做功的功率 m2gv D人对传送带做功的功率 m1gv 7(多选）如图所示，放在光滑水平桌面上的 A、B 两小木块中部夹一被压缩的轻弹簧,当轻弹簧被放开时，A、B两小木块各自在桌面上滑行一段距离后，飞离桌面落在地面上 若mA=3mB，则下列结果正确的是()A若轻弹簧对 A、B 做功分别为 W1和 W2，则有 W1:W2=1：1 B在与轻弹簧作用过程中，两木块的速度变化量之和不为零 C若 A、B 在空中飞行时的动量变化量分别为p1和p2,则有p1：p2=1：1 D若 A、B 同时离开桌面，则从释放轻弹簧开始到两木块落地的这段时间内,A、B 两木块的水平位移大小之比为l：3 8如图所示，在光滑水平面上放置一个质量为 M 的滑块，滑块的一侧是一个 1/4 弧形凹槽 OAB,凹槽半径为 R,A点切线水平 另有一个质量为m 的小球以速度 v0从A 点冲上凹槽，重力加速度大小为 g，不计摩擦下列说法中正确的是(）A当时，小球能到达 B 点 B如果小球的速度足够大,球将从滑块的左侧离开滑块后落到水平面上 C当时，小球在弧形凹槽上运动的过程中，滑块的动能一直增大 D如果滑块固定，小球返回 A 点时对滑块的压力为 9在光滑的水平地面上水平放置着足够长的质量为 M 的木板，其上放置着质量为 m 带正电的物块（电量保持不变）,两者之间的动摩擦因数恒定，且 Mm，空间存在着足够大的方向垂直于纸面向里的匀强磁场,某时刻开始它们以大小相同的速度相向运动，如图，取向右为正方向，则下列图象可能正确反映它们以后运动的是（）A B C D 10（多选)如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为 m 的光滑弧形槽静止放在光滑水平面上，弧形槽底端与水平面相切，一个质量也为 m 的小物块从槽高 h 处开始自由下滑,下列说法正确的是（）A在下滑过程中,物块的机械能守恒 B在下滑过程中,物块和槽的动量守恒 C物块被弹簧反弹后,做匀速直线运动 D物块被弹簧反弹后，不能回到槽高 h 处 11如图，质量为 3kg 的木板放在光滑水平面上，质量为 1kg 的物块在木板上，它们之间有摩擦力，木板足够长，两者都以 4m/s 的初速度向相反方向运动，当木板的速度为 2。4m/s 时，物块（）A加速运动 B减速运动 C匀速运动 D静止不动 12 质量为 m 的均匀木块静止在光滑水平面上,木块左右两侧各有一位拿着完全相同步枪和子弹的射击手左侧射手首先开枪，子弹相对木块静止时水平射入木块的最大深度为d1，然后右侧射手开枪，子弹相对木块静止时水平射入木块的最大深度为d2,如图所示 设子弹均未射穿木块，且两颗子弹与木块之间的作用力大小均相等当两颗子弹均相对于木块静止时，下列判断正确的是（)A木块静止，d1=d2 B木块向右运动，d1d2 C木块静止，d1d2 D木块向左运动，d1=d2 二实验题（共 1 小题)13某物理兴趣小组利用如图 1 所示的装置进行实验在足够大的水平平台上的 A 点放置一个光电门，水平平台上 A 点右侧摩擦很小可忽略不计，左侧为粗糙水平面，当地重力加速度大小为g采用的实验步骤如下：在小滑块 a 上固定一个宽度为 d 的窄挡光片；用天平分别测出小滑块 a（含挡光片）和小球 b 的质量 ma、mb;在 a 和 b 间用细线连接,中间夹一被压缩了的轻弹簧,静止放置在平台上；细线烧断后，a、b 瞬间被弹开,向相反方向运动；记录滑块 a 通过光电门时挡光片的遮光时间 t；滑块 a 最终停在 C 点（图中未画出），用刻度尺测出 AC 之间的距离 Sa；小球 b 从平台边缘飞出后，落在水平地面的 B 点，用刻度尺测出平台距水平地面的高度 h 及平台边缘铅垂线与 B 点之间的水平距离 Sb;改变弹簧压缩量，进行多次测量（1)该实验要验证“动量守恒定律”，则只需验证 =即可（用上述实验数据字母表示）（2）改变弹簧压缩量，多次测量后，该实验小组得到 Sa与的关系图象如图 2 所示,图线的斜率为 k，则平台上 A 点左侧与滑块 a 之间的动摩擦因数大小为 （用上述实验数据字母表示）三计算题（共 4 小题)14如图所示，左端带有挡板 P 的长木板质量为 m,置于光滑水平面上，劲度系数很大的轻弹簧左端与 P 相连，弹簧处于原长时右端在 O 点，木板上表面 O 点右侧粗糙、左侧光滑若将木板固定,质量也为 m 的小物块以速度 v0从距 O 点 L 的 A 点向左运动，与弹簧碰撞后反弹，向右最远运动至 B 点，OB 的距离为 3L，已知重力加速度为 g(1）求物块和木板间动摩擦因数 及上述过程弹簧的最大弹性势能 Ep（2）解除对木板的固定，物块仍然从 A 点以初速度 v0向左运动,由于弹簧劲度系数很大，物块与弹簧接触时间很短可以忽略不计，物块与弹簧碰撞后,木板与物块交换速度 求物块从A点运动到刚接触弹簧经历的时间 t；物块最终离 O 点的距离 x 15如图所示，一条不可伸长的轻绳长为 R，一端悬于天花板上的 O 点，另一端系一质量为 m 的小球（可视为质点）现有一个高为 h，质量为 M 的平板车 P，在其左端放有一个质量也为 m 的小物块 Q（可视为质点）,小物块 Q 正好处在悬点 O 的正下方，系统静止在光滑水平面地面上今将小球拉至悬线与竖直位置成 60角，由静止释放，小球到达最低点时刚好与 Q 发生正碰，碰撞时间极短，且无能量损失已知 Q 离开平板车时的速度大小是平板车速度的两倍，Q 与 P 之间的动摩擦因数为，M：m=4：1，重力加速度为 g求:（1）小物块 Q 离开平板车时速度为多大？（2）平板车 P 的长度为多少？（3)小物块 Q 落地时距小球的水平距离为多少?16如图所示，在光滑的水平地面的左端连接一半径为 R 的光滑圆形固定轨道，在水平面质量为 M=3m 的小球 Q 连接着轻质弹簧,处于静止状态现有一质量为 m 的小球 P从 B 点正上方 h=R 高处由静止释放，求：（1）小球 P 到达圆形轨道最低点 C 时的速度大小和对轨道的压力；（2)在小球 P 压缩弹簧的过程中，弹簧具有的最大弹性势能;(3)若球 P 从 B 上方高 H 处释放,恰好使 P 球经弹簧反弹后能够回到B 点，则高度H 的大小 17如图，质量为 M=2。0kg 的小车静止在光滑水平面上,小车 AB 部分是半径为 R=0.4m的四分之一圆弧光滑轨道，BC 部分是长为 L=0。2m 的水平粗糙轨道，动摩擦因数为=0.5，两段轨道相切于 B 点C 点离地面高为 h=0.2m，质量为 m=1。0kg 的小球（视为质点)在小车上 A 点从静止沿轨道下滑,重力加速度取 g=10m/s2（1)若小车固定,求小球运动到 B 点时受到的支持力大小 FN；（2）若小车不固定，小球仍从 A 点由静止下滑;（i）求小球运到 B 点时小车的速度大小 v2；（ii）小球能否从 C 点滑出小车？若不能，请说明理由；若能，求小球落地与小车之间的水平距离 s 物理答题卡 一选择题 1 2 3 4 5 6 AC B C A AC ABD 7 8 9 10 11 12 BD C B CD A C 13（1）mbsb (2）14解:(1）研究物块从 A 点开始运动至 B 点的过程，由动能定理有：mg(4L）=0 解得：=研究物块从弹簧压缩量最大处至 B 点的过程,由功能关系有：mg（3L）=0Ep 解得：Ep=（2）设物块在木板上运动的加速度大小为 a1，则有：mg=ma1 解得:a1=g(方向水平向右）设木板运动的加速度大小为 a2，则有：mg=ma2 解得：a2=g（方向水平向左）由几何关系有：（v0t）=L 解得：t1=，t2=（舍去）设物块刚接触弹簧时，物块和木板速度分别是 v1、v2，则有：v1=v0a1t1,v2=a2t1 物块和木板碰撞交换速度后，在摩擦力作用下分别做加速和减速运动，设运动的时间为 t、达到共同速度为 v，则有:v=v2+a1t，v=v1a2t 解得：v1=，v2=,v=上述过程由功能关系有：mg(L+x）=解得：x=L 15解：(1）设小球即将与物块 Q 碰撞前的速度为 v0,小球由初始位置摆动到最低点的过程中，由机械能守恒定律可得：mgR（1cos60）=解得:设碰撞后小球速度为 v1，物块 Q 速度为 v2，由于小球与物块 Q 是弹性碰撞,所以碰撞过程满足机械能守恒和动量守恒，取向右为正方向，则得：mv0=mv1+mv2 两式联立可得：v1=0,即：速度交换，小球速度变为零，Q 获得速度 v0 设 Q 离开平板车时的速度大小为 v，则平板车速度为,物块 Q 在小车上滑行的过程中，由动量守恒定律可得:又 M：m=4:1 可得:（2）设平板车的长度为 L，由题意可得物块 Q 在小车上滑行时，一部分动能转化为系统的内能，所以有：可得：(3)由题意可得，以地面为参考系，物块 Q 在小车上做匀减速直线运动,设其加速度为 a，运动的位移为 s1，离开平板车后做平抛运动，运动时间为 t，水平位移为 s2 由牛顿运动定律可得：由运动学公式得 Q 离开平板车后做平抛运动，则有，s2=vt 联立可得:物块运动的水平位移为 由于小球与物块 Q 碰后处于静止状态，所以小物块 Q 落地时距小球的水平距离即为物块运动的水平位移：16解：（1)小球 P 从 A 运动到 C 的过程，根据机械能守恒得：,又 h=R,解得:在最低点 C 处,根据牛顿第二定律得:,解得：FN=5mg，根据牛顿第三定律可知,小球 P 对轨道的压力大小为 5mg，方向竖直向下，（2）弹簧被压缩过程中,当两球速度相等时，弹簧具有最大弹性势能，以向右为正，根据系统动量守恒得：mvC=（m+M）v，根据机械能守恒定律得：联立解得：（3)球 P 从 B 上方高 h 处释放，到达水平面速度为 v0，则有：mg（H+R)=弹簧被压缩后再次恢复到原长时,设小球 P 和 Q 的速度大小分别为 v1和 v2，根据动量守恒定律有:mv0=mv1+Mv2 根据机械能守恒定律有，要使 P 球经弹簧反弹后恰好回到 B 点，则有 mgR=，联立解得：H=3R 17（1）小球从 A 运动到 B 过程，根据动能定理得：mgR=mvB20，在 B 点，由牛顿第二定律得:FNmg=m，解得：FN=30N;（2）（i）若不固定小车，滑块到达 B 点时,小车的速度最大为 vmax，小球与小车组成的系统在水平方向动量守恒,以向右为正方向，由动量守恒定律得：mv2Mvmax=0,解得：=，v2=2vmax，由机械能守恒定律得：mgR=mv22+Mvmax2，解得:vmax=m/s，v2=m/s；(ii）假设小球能从 C 点滑出，设小球滑到 C 处时小车的速度为 v，则小球的速度为 2v，设小球距离为 s；根据能量守恒定律得:mgR=m（2v)2+Mv2+mgL，解得:小车的速度 v=1m/s，小球的速度为 2m/s；若假设成立,小球滑出小车后做平抛运动，则有:h=，解得：t=0。2s；小球的水平位移为 x1=20.2=0.4m 小车的水平位移为 x2=10。2=0。2m 那么小球落地与小车之间的水平距离 s=0.4+0。2=0.6m
