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1、物理选修3-5动量守恒定律和动量定理综合测试题一、 选择题1、如下图,在地面上固定一个质量为M的竖直木杆,一个质量为m的人以加速度a沿杆匀加速向上爬,经时间t,速度由零增加到v,在上述过程中,地面对木杆的支持力的冲量为( )A. B. C. D. 2、一个光子的能量为E,动量为P,射到一个静止的电子上,被电子反射回来,其动量大小变为P1,能量变为E1,电子获得的动量为P2,动能为E2则有( )A、E1E P1P B、E1 E P1 P C、E2 E P2 P D、E2 E P2P 3、如图所示,半径为R,质量为M,内表面光滑的半球物体放在光滑的水平面上,左端紧靠着墙壁,一个质量为m的小球从半球
2、形物体的顶端的a点无初速释放,图中b点为半球的最低点,c点为半球另一侧与a同高的顶点,关于物块M和m的运动,下列说法中正确的有( )A、m从a点运动到b点的过程中,m与M系统的动量守恒。B、m从a点运动到b点的过程中,m的机械能守恒。C、m释放后运动到b点右侧,m能到达最高点c。D、m在a、c往返运动过程,经过最低点b时的速度大小相等。4、一个小球从距地面高度H 处自由落下,与水平地面发生碰撞。设碰撞时间为一个定值t ,则在碰撞过程中,小球与地面的平均作用力与弹起的高度h 的关系是( )A弹起的最大高度h 越大,平均作用力越大B弹起的最大高度h 越大,平均作用力越小C弹起的最大高度h 0 ,平
3、均作用力最大D弹起的最大高度h 0 ,平均作用力最小5、如图7所示,单摆摆球的质量为m,做简谐运动的周期为T,摆球从最大位移处A点由静止开始释放,摆球第一次运动到最低点B时的速度为v,则( )A摆球从A运动到B的过程中重力做的功为B摆球从A运动到B的过程中重力的平均功率为C摆球从A运动到B的过程中合外力的冲量为D摆球从A运动到B的过程中动量增量为6、如图所示,在光滑的水平面上有两辆小车,中间夹一根压缩了的轻质弹簧,两手分别按住小车使它们静止,对两车及弹簧组成的系统,下列说法中不正确的是( )A. 只要两手同时放开后,系统的总动量始终为零B. 先放开左手,后放开右手,动量不守恒C. 先放开左手,
4、后放开右手,总动量向右D. 无论怎样放开两手,系统的总动能一定不为零7、如图2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2A B C D8、如图所示,质量相等的两个滑块位于光滑水平桌面上。其中,弹簧两端分别与静止的滑块N和挡板P相连接,弹簧与挡板的质量均不计;滑块M以初速
5、度V0向右运动,它与挡板P碰撞(不粘连)后开始压缩弹簧,最后,滑块N以速度V0向右运动。在此过程中:( )AM的速度等于0时,弹簧的弹性势能最大。BM与N具有相同的速度时,两滑块动能之和最小。CM的速度为V0/2时,弹簧的长度最长。 DM的速度为V0时,弹簧的长度最短。9、质量为m的小物块,在与水平方向成a角的力F作用下,沿光滑水平面运动,物块通过A点和B点的速度分别是vA和vB,物块由A运动到B的过程中,力F对物块做功W和力F对物块作用的冲量I的大小是( ) A.B. C. D. 10、如图所示,(a)图表示光滑平台上,物体A以初速度v0滑到上表面粗糙的水平小车上,车与水平面间的动摩擦因数不
6、汁,(b)图为物体A与小车的v-t图像,由此可知().A、小车上表面至少的长度B、物体A与小车B的质量之比C、A与小车上B上表面的动摩擦因数D、小车B获得的动能题号12345678910答案二、计算题11、一轻质弹簧,两端连接两滑块A和B,已知mA=0.99kg , mB=3kg,放在光滑水平桌面上,开始时弹簧处于原长。现滑块A被水平飞来的质量为mc=10g,速度为400m/s的子弹击中,且没有穿出,如图所示,试求:(1)子弹击中A的瞬间A和B的速度(2)以后运动过程中弹簧的最大弹性势能(3)B可获得的最大动能12、如图所示,在光滑的水平面上停放着一辆质量为M的小车,小车上的平台是粗糙的,停在
7、光滑的水平桌面旁。现有一质量为m的质点C以初速度v0沿水平桌面向右运动,滑上平台后从A端点离开平台,并恰好落在小车的前端B点。此后,质点C与小车以共同的速度运动。已知OA=h,OB=s,则:(1)质点C刚离开平台A端时,小车获得的速度多大?(2)在质点C与小车相互作用的整个过程中,系统损失的机械能是多少?13、如图11所示,平板小车C静止在光滑的水平面上。现在A、B两个小物体(可视为质点),小车C的两端同时水平地滑上小车。初速度vA=1.2 m/s,vB=0.6 m/s。A、B与C间的动摩擦因数都是=0.1,A、B、C的质量都相同。最后A、B恰好相遇而未碰撞。且A、B、C以共同速度运动。g取1
8、0m/s2。求:(1)A、B、C共同运动的速度。(2)B物体相对于地面向左运动的最大位移。(3)小车的长度。14、如图所示,水平传送带AB足够长,质量为M1kg的木块随传送带一起以v12m/s的速度向左匀速运动(传送带的速度恒定),木块与传送带的摩擦因数,当木块运动到最左端A点时,一颗质量为m20g的子弹,以v0300m/s的水平向右的速度,正对射入木块并穿出,穿出速度v50m/s,设子弹射穿木块的时间极短,(g取10m/s2)求: (1)木块遭射击后远离A的最大距离;(2)木块遭击后在传送带上向左运动所经历的时间。15、如图所示,光滑水平面上有一质量M=40kg的平板车,车的上表面是一段长L
9、=10m的粗糙水平轨道,水平轨道左侧连一半径R=025m的14光滑圆弧轨道,圆弧轨道与水平轨道在 0点相切车右端固定一个尺寸可以忽略、处于锁定状态的压缩弹簧,一质量m=10kg的小物块紧靠弹簧放置,小物块与水平轨道间的动摩擦因数=05整个装置处于静止状态现将弹簧解除锁定,小物块被弹出,恰能到达圆弧轨道的最高点A取g=10ms2求:(1)解除锁定前弹簧的弹性势能;(2)小物块第二次经过0点时的速度大小;(3)小物块与车最终相对静止时距O,点的距离16、如图所示,AOB是光滑水平轨道,BC是半径为R的1/4光滑圆弧轨道,两轨道恰好相切。质量为M的小木块静止在O点,一质量为m (m = M/9) 的
10、子弹以某一初速度水平向右射入小木块内不穿出,木块恰好滑到圆弧的最高点C处(子弹、小木块均可看成质点)。求: 子弹射入木块之前的速度Vo多大? 若每当小木块在O点时,立即有相同的子弹以相同的速度Vo射入小木块,并留在其中,则当第6颗子弹射入小木块后,小木块沿光滑圆弧上升的高度h是多少? 若当第n颗子弹射入小木块后,小木块沿光滑圆弧能上升的最大高度为R/4,则n值是多少?动量守恒定律和动量定理综合练习(二)参考答案:题号12345678910答案CDBADADCBBAABC11、(1)子弹击中滑块A的过程,子弹与滑块A组成的系统动量守恒mC=(mC+mA)v MAm/s Vb=0 (2)对子弹、滑
11、块A、B和弹簧组成的系统,A、B速度相等时弹性势能最大。根据动量守恒定律和功能关系可得: m/s =6 J(3)设B动能最大时的速度为vB,A的速度为vA,则 解得: m/sB获得的最大动能J12、解:(1)设质点C离开平台时的速度为,小车的速度为,对于质点C和小车组成的系统,动量守恒:m=m+M 从质点C离开A后到还未落在小车上以前,质点C作平抛运动,小车作匀速运动则:,由、式解得:(2)设小车最后运动的速度为,在水平方向上运用动量守恒定律:m=(M+m) 设OB水平面的重力势能为零。由能量守恒定律得由、两式解得13、(1)取A、B、C为系统,水平方向不受外力,系统动量守恒。取水平向右为正方
12、向,有:mvA-mvB=3mv v= (2)过程分析: 物体A:一直向右做匀减速运动,直到达到共同速度,物体B:先向左做匀减速运动,速度减为零后,向右做匀加速运动直到达到共同速度。 小车C:B向左运动过程中,C静止不动;B速度减为零后,B、C一起向右加速运动。 当B速度减为零时,相对于地面向左运动的位移最大,由牛顿运动定律有: a= 由v 则sm= m (3)系统损失的动能,等于克服摩擦力做功转化的内能 由mgLA+mglB=( 得L=LA+LB= m 14、(1)设木块遭击后的速度瞬间变为V,以水平向右为正方向,根据动量守恒定律得 则,代入数据解得,方向向右。 木块遭击后沿传送带向右匀减速滑
13、动,其受力如图所示。 摩擦力 设木块远离A点的最大距离为S,此时木块的末速度为0, 根据动能定理得 则 (2)研究木块在传送带上向左运动的情况。 设木块向左加速到时的位移为S1。 由动能定理得 则 由此可知,遭击木块在传送带上向左的运动过程分两个阶段:先向左加速运动一段时间,再匀速运动一段时间。 由动量定理得 则 所求时间 16、 设第一颗子弹射入木块后两者的共同速度为V1,由动量守恒得mV0 = (m + M)V1 3分木块由O上滑到C的过程,机械能守恒(m + M)gR = (m + M)V12/2 3分联立解得: V0 = 10 2分 当木块返回O点时的动量与第2颗子弹射入木块前的动量等大反向,子弹和木块组成的系统总动量等于零。射入子弹的颗数n=2、4、6、8时,都是如此,由动量守恒定律可知,子弹打入后系统的速度为零,木块静止,上升高度h=04分 当 n为奇数时,由动量守恒和机械能守恒得:mV0 = (nm + M)Vn 3分(nm + M)Vn2/2 = (nm + M)gR/4 3分联立解得:n =- = 11 次 (注:可编辑下载,若有不当之处,请指正,谢谢!)