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1、南京清江花苑严老师1动量守恒定律 0003一、选择题(本题共 10 小题,每题 4 分,共 40 分有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正 确,把正确选项前的字母填在题后的括号内)图 1 1如图 1 所示,质量分别为 m1、m2 的两个小球 A、B,带有等量异种电荷,通过绝缘轻弹簧相连接, 置于绝缘光滑的水平面上突然加一水平向右的匀强电场后,两球 A、B 将由静止开始运动对两小球 A、B 和弹簧组成的系统,在以后的运动过程中,以下说法正确的是(设整个过程中不考虑电荷间库仑力的 作用且弹簧不超过弹性限度)( ) A系统机械能不断增加 B系统机械能守恒 C系统动量不断增加 D系统动量守恒2
2、在下列几种现象中,所选系统动量守恒的有( ) A原来静止在光滑水平面上的车,从水平方向跳上一个人,人车为一系统 B运动员将铅球从肩窝开始加速推出,以运动员和铅球为一系统 C从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢中,以重物和车厢为一系统 D光滑水平面上放一斜面,斜面也光滑,一个物体沿斜面滑下,以重物和斜面为一系统 3如图 2 所示,小车的上面是中突的两个对称的曲面组成,整个小车的质量为 m, 原来静止在光滑的水平面上今有一个可以看作质点的小球,质量也为 m,以水平 速度 v 从左端滑上小车,恰好到达小车的最高点后,又从另一个曲面滑下关于这 个过程,下列说法正确的是( ) A小球滑离小车时,小
3、车又回到了原来的位置 图 2B小球在滑上曲面的过程中,对小车压力的冲量大小是mv2C小球和小车作用前后,小车和小球的速度可能没有变化D车上曲面的竖直高度不会大于v24g4如图 3 所示用轻弹簧相连的物块 A 和 B 放在光滑的水平面上,物块 A 紧靠竖直墙壁,一颗子弹沿水 平方向射入物体 B 并留在其中在下列依次进行的四个过程中,由子弹、弹簧和 A、B 物块组成的系统,动量不守恒但机械能守恒的是:子弹射入木块的过程; B 物块载着子弹一起向左运动的过程;弹簧推载着子弹的 B 物块向右运动, 直到弹簧恢复原长的过程;B 物块因惯性继续向右运动,直到弹簧伸长最大的过程( ) 图 3A B C D
4、5动能相同的 A、B 两球(mAmB)在光滑的水平面上相向运动,当两球相碰后,其中一球停止运动,则 可判定( ) A碰撞前 A 球的速度小于 B 球的速度 B碰撞前 A 球的动量大于 B 球的动量 C碰撞前后 A 球的动量变化大于 B 球的动量变化南京清江花苑严老师2D碰撞后,A 球的速度一定为零,B 球朝反方向运动 6两辆质量相同的小车,置于光滑的水平面上,有一人静止在小车 A 上,两车静止,如图 4 所示当这 个人从 A 车跳到 B 车上,接着又从 B 车跳回 A 车并与 A 车保持相对静止,则 A 车的速率 ( )A等于零 B小于 B 车的速率 C大于 B 车的速率 图 4 D等于 B
5、车的速率 7如图 5 所示,一沙袋用无弹性轻细绳悬于 O 点开始时沙袋处于静止,此后弹丸以 水平速度击中沙袋后均未穿出第一次弹丸的速度为 v1,打入沙袋后二者共同摆动的最 大摆角为 30.当他们第 1 次返回图示位置时,第 2 粒弹丸以水平速度 v2 又击中沙袋,使沙袋向右摆动且最大摆角仍为 30.若弹丸质量是沙袋质量的倍,则以下结论中正确的140是( ) Av1v24142 Bv1v24183 图 5 Cv2v1 Dv1v24241 8一轻质弹簧,上端悬挂于天花板上,下端系一质量为 M 的平板,处在平衡状态一 质量为 m 的均匀环套在弹簧外,与平板的距离为 h,如图 6 所示让环自由下落,撞
6、击 平板已知碰后环与板以相同的速度向下运动,使弹簧伸长( ) A若碰撞时间极短,则碰撞过程中环与板的总动量守恒 B若碰撞时间极短,则碰撞过程中环与板的总机械能守恒 C环撞击板后,板的新平衡位置与 h 的大小无关 D在碰后板和环一起下落的过程中,它们减少的动能等于克服弹簧弹力所做的功 图 6 9矩形滑块由不同材料的上下两层粘结在一起组成,将其放在光滑的水平面上,如图 7 所示,质量为 m 的子弹以速度 v 水平射入滑块,若射击上层,则子弹刚好不穿出;若射击下层,整个子弹刚好嵌入,则 上述两种情况相比较( ) A两次子弹对滑块做的功一样多 B两次滑块受的冲量一样大 C子弹射入下层过程中克服阻力做功
7、较少 D子弹射入上层过程中系统产生的热量较多 图 7 10向空中发射一物体,不计空气阻力,当物体的速度恰好沿水平方向时,物体炸裂为 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 一定同时到达地面 D炸裂的过程中,a、b 中受到的爆炸力的冲量大小一定相等 二、填空题(本题共 2 小题,每题 8 分,共 16 分) 11气垫导轨(如图 8 甲)工作时,空气从导轨表面的小孔喷出,在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄 薄的空气层,使滑块不与导轨表面直接接触,大大减小了滑
8、块运动时的阻力为了验证动量守恒定律, 在水平气垫导轨上放置两个质量均为 a 的滑块,每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连,两 个打点计时器所用电源的频率均为 b.气垫导轨正常工作后,接通两个打点计时器的电源,并让两滑块以 不同的速度相向运动,两滑块相碰后粘在一起继续运动图乙为某次实验打出的、点迹清晰的纸带的一 部分,在纸带上以同间距的 6 个连续点为一段划分纸带,用刻度尺分别量出其长度 s1、s2 和 s3.若题中各 物理量的单位均为国际单位,那么,碰撞前两滑块的动量大小分别为_、_,两滑块的总 动量大小为_;碰撞后两滑块的总动量大小为_重复上述实验,多做几次若碰撞前、南京清江花苑严老
9、师3后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等,则动量守恒定律得到验证图 8 12气垫导轨是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在 导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦我们可以用带竖直挡板 C 和 D 的气垫导轨以及滑块 A 和 B 来探究碰撞中的不变量,实验装置如图 9 所示(弹簧的长度忽略不计),采用的实验步骤如下:图 9 a用天平分别测出滑块 A、B 的质量 mA、mB. b调整气垫导轨,使导轨处于水平 c在 A 和 B 间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止地放置在气垫导轨上 d用刻度尺测出 A 的左端至 C 板的距离 L1. e按下电
10、钮放开卡销,同时使分别记录滑块 A、B 运动时间的计时器开始工作当 A、B 滑块分别碰撞 C、D 挡板时停止计时,记下 A、B 分别到达 C、D 的运动时间 t1 和 t2. (1)实验中还应测量的物理量是_ (2)利用上述测量的实验数据,得出关系式_成立,即可得出碰撞中守恒的量是 mv 的矢量和,上式 中算得的 A、B 两滑块的动量大小并不完全相等,产生误差的原因是_ 三、计算题(本题共 4 小题,13、14 题各 10 分,15、16 题各 12 分,共 44 分,计算时必须有必要的文字 说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位) 13如图 10 所示,在光滑的水平桌面上有一长为 L2 m
11、的木板 C,它的两端各有一块挡板,C 的质量为 mC5 kg,在 C 的中央并排放着两个可视为质点的滑块 A 与 B,其质量分别为 mA1 kg、mB4 kg,开 始时 A、B、C 均处于静止状态,并且 A、B 间夹有少许炸药,炸药爆炸使得 A 以 vA6 m/s 的速度水平向 左运动,不计一切摩擦,两滑块中任一块与挡板碰撞后就与挡板合成一体,爆炸与碰撞时间不计,求:(1)当两滑块都与挡板碰撞后,板 C 的速度多大? (2)从爆炸开始到两个滑块都与挡板碰撞为止,板 C 的位移多大?方向如何?图 1014两个质量分别为 M1 和 M2 的劈 A 和 B,高度相同,放在光滑水平面上A 和 B 的倾
12、斜面都是光滑曲南京清江花苑严老师4面,曲面下端与水平面相切,如图 11 所示一质量为 m 的物块位于劈 A 的倾斜面上,距水平面的高度为 h.物块从静止开始滑下,然后又滑上劈 B.求物块在 B 上能够达到的最大高度图 1115如图 12 所示,甲车质量 m1m,在车上有质量为 M2m 的人,甲车(连同车上的人)从足够长的斜 坡上高 h 处由静止滑下,到水平面上后继续向前滑动,此时质量 m22m 的乙车正以 v0 的速度迎面滑来,已知 h,为了使两车不可能发生碰撞,当两车相距适当距离时,人从甲车跳上乙车,试求人跳离甲2v02g车的水平速度(相对地面)应满足什么条件?不计地面和斜坡的摩擦,小车和人均可看作质点图 1216.如图 13 所示,水平地面上静止放置着物块 B 和 C,相距 l1.0 m物块 A 以速度 v010 m/s 沿水平方 向与 B 正碰碰撞后 A 和 B 牢固地粘在一起向右运动,并再与 C 发生正碰,碰后瞬间 C 的速度 v2.0 m/s.已知 A 和 B 的质量均为 m,C 的质量为 A 质量的 k 倍,物块与地面的动摩擦因数 0.45.(设碰撞时 间很短,g 取 10 m/s2)图 13 (1)计算与 C 碰撞前瞬间 AB 的速度; (2)根据 AB 与 C 的碰撞过程分析 k 的取值范围,并讨论与 C 碰撞后 AB 的可能运动方向