《動量與動量守恒定律》習(xí)題
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1、A.減小球?qū)κ值臎_量 B,減小球?qū)κ值臎_擊力 《動量和動量守恒》習(xí)題 一、動量和沖量 1、關(guān)于物體的動量,下列說法中正確的是() A.運動物體在任一時刻的動量方向,一定是該時刻的速度方向 B.物體的加速度不變,其動量一定不變 C.動量發(fā)生改變,物體所受外力一定變化 D.物體的動量越大,其慣性越大 2、籃球運動員通常伸出雙手迎接傳來的籃球,接球時,兩手隨球迅速收縮至胸前,這樣做可 以() C.減小球的動量變化量D,減小球的動能變化量 3、(2013?天津卷)我國女子短道速滑隊在今年世錦賽上實現(xiàn)女子3000m接力三連冠。觀察發(fā)現(xiàn), “接棒”的運動員甲提前站在“交棒”的
2、運動員乙前面,并且開始向前滑行,待乙追上甲時,乙猛 推甲一把,使甲獲得更大的速度向前沖出。在乙推甲的過程中,忽略運動員與冰面間在水平方向上 二、動量定理和動量守恒定律 5、把重物壓在紙帶上,用一水平力緩緩拉動紙帶,重物跟著紙帶一起運動,若迅速拉動紙帶, 紙帶就會從重物下抽出,這個現(xiàn)象的原因是() A.在緩緩拉動紙帶時,紙帶給重物的摩擦力大 B,在迅速拉動紙帶時,紙帶給重物的摩擦力大 C.在緩緩拉動紙帶時,紙帶給重物的沖量大 D,在迅速拉動紙帶時,紙帶給重物的沖量大 6、體重是60kg的建筑工人,不慎從高空跌下,由于彈性安全帶的保護,使他懸掛起來,已知彈性安全帶緩沖時間是
3、1.2s,安全帶自然長度為5m,則安全帶對工人的平均沖力多大?(g=10m/s2) 7、排球運動是一項同學(xué)們喜歡的體育運動。為了了解排球的某些性能,某同學(xué)讓排球從距地面高 h1=1.8m處自由落下,測出該排球從開始下落到第一次反彈到最高點所用時間為t=1.3s。第一次反 彈的最大高度為h2=1.25m。已知排球的質(zhì)量為m=0.4kg,g取10m/s2,不計空氣阻力。求: (1)排球與地面的作用時間。 (2)排球?qū)Φ孛娴钠骄饔昧Φ拇笮 ? 第1頁 第3頁 的相互作用,則() A.甲對乙的沖量一定等于乙對甲的沖量 B.甲、乙的動量變化一定大小相等方向相反 C.甲的動能增加量
4、一定等于乙的動能減少量 D.甲對乙做多少負功,乙對甲就一定做多少正功 4、(2017新課標出卷)一質(zhì)量為2kg的物塊在合外力F的作用下從靜止開始沿直線運動。F隨時間t 變化的圖線如圖所示,則() A.t=1s時物塊的速率為1m/s B. t=2s時物塊的動量大小為4kgm/s C. t=3s時物塊的動量大小為5kgm/s D. t=4s時物塊的速度為零 8、起跳摸高是學(xué)生常進行的一項活動。某中學(xué)生身高1.80m,質(zhì)量80kg。他站立舉臂,手指摸到 的高度為2.10m。在一次摸高測試中,如果他先下蹲,再用力蹬地向上跳起,同時舉臂,離地后手 指摸到的高度為2.55m。設(shè)他從蹬地
5、到離開地面所用的時間為0.2s。不計空氣阻力(g取10m/s2)。 求:(1)他跳起剛離地時的速度大小。(2)上跳過程中他對地面平均壓力的大小。 9、【2012?天津卷】質(zhì)量為0.2kg的小球豎直向下以6m/s的速度落至水平地面,再以4m/s的速度反向彈回,取豎直向上為正方向,則小球與地面碰撞前后的動量變化為kgm/s。若小球與地面的作用時間為0.2s,則小球受到地面的平均作用力大小為N(取g=10m/s2)。 10、[2015?上海卷】兩小孩在冰面上乘坐“碰碰車”相向運動。A車總質(zhì)量為50kg,以2m/s的 速度向右運動;B車總質(zhì)量為70kg,以3m/s的速度向左運動;碰撞后,A以1
6、.5m/s的速度向左運動,則B的速度大小為m/s,方向向(選填“左”或“右”) 11、 【2012?上海卷】A、B兩物體在光滑水平地面上沿一直線相向而行, 為10m/s,B質(zhì)量為2kg,速度大小為5m/s,它們的總動量大小為 A質(zhì)量為5kg,速度大小 kg?m/s。兩者碰撞后, 17、 【2015重慶3】高空作業(yè)須系安全帶。如果質(zhì)量為m的高空作業(yè)人員不慎跌落,從開始跌落 到安全帶對人剛產(chǎn)生作用力前人下落的距離為h(可視為自由落體運動),此后經(jīng)歷時間t安全帶 A沿原方向運動,速度大小為4m/
7、s,則B的速度大小為 m/s。 達到最大伸長,若在此過程中該作用力始終豎直向上,則該段時間安全帶對人的平均作用力大小為 12、 【2017?江蘇卷】甲、乙兩運動員在做花樣滑冰表演,沿同一直線相向運動,速度大小都是 m/s,甲、乙相遇時用力推對方,此后都沿各自原方向的反方向運動,速度大小分別為1m/s和2m/s.求 甲、乙兩運動員的質(zhì)量之比. m2gh A.mg t 13、[2012?山東卷】光滑水平軌道上有三個木塊 A、B、C,質(zhì)量分別為mA3m、mtm?m, 18、 【2014福建卷】一枚火箭搭載著衛(wèi)星以速率 V0進入太空預(yù)定位置,由控制系統(tǒng)使箭體與衛(wèi)星 開始時
8、B、C均靜止,A以初速度為向右運動,A與B相撞后分開,B又與C發(fā)生碰撞并粘在一起,此后A與B間的距離保持不變.求B與C碰撞前B的速度大小 分離。已知前部分的衛(wèi)星質(zhì)量為m1,后部分的箭體質(zhì)量為m2,分離后箭體以速率V2沿火箭原方向 飛行,若忽略空氣阻力及分離前后系統(tǒng)質(zhì)量的變化,則分離后衛(wèi)星的速率 v1為( A.V0-V2 B.V0+V2 14、[2011?上海卷】光滑水平面上兩小球 a、b用不可伸長的松弛細繩相連。開始時a球靜止,b cm2 C.V1Vo——V2 m1 D.V1 V0 mb 一VoV2 m1 球以一定速度運動直至繩被拉緊,然后兩球一起運動,在此過程
9、中兩球的總動量 (填“守 19、質(zhì)量相等的A、B兩球在光滑水平面上沿同一直線同一方向運動, A球的動量是7kgm/s,B球 恒” 或“不守恒”);機械能 (填“守恒”或“不守恒”). 的動量是5kgm/s,當(dāng)A球追上B球時發(fā)生碰撞,則碰撞后 A、B 兩球的動量可能值是( 15、 【2016?上海卷】如圖,粗糙水平面上,兩物體A、B以輕繩相連,在恒力 F作用下做勻速運 A.pA=6kgm/s,pB=6kgm/s B.pA=3kgm/s, pB=9kgm/s 動。 某時刻輕繩斷開,在F牽引下繼續(xù)前進,B最后靜止。則在B靜止前,A和 B組成的系統(tǒng)動量 C.Pa=
10、-2kgm/s,Pb=14kgm/s D.pA=-4kgm/s, Pb=17kgm/s (選填:“守恒”或“不守恒”)。在B靜止后,A和B組成的系統(tǒng)動量 (選填:“守恒”或"不守恒”) 16、質(zhì)量為M的木塊在光滑的水平面上以速度V1向右運動,質(zhì)量為m的子彈以速度V2向左射 入木塊并停留在木塊中 ,要使木塊停下來,發(fā)射子彈的數(shù)目是( Mmv2 A. mv1 B.MV1 Mmv2 C.m^ Mv2 D. Mv1 mv2 三、碰撞(爆炸、反沖) 20、(2015?全國卷I)如圖,在足夠長的光滑水平面上,物體 A、B、C位于同一直線上,A位于B、 C之間。A的
11、質(zhì)量為m,B、C的質(zhì)量都為M,三者均處于靜止狀態(tài)?,F(xiàn)使A以某一速度向右運動, 求m和M之間應(yīng)滿足什么條件,才能使A只與B、C各發(fā)生一次碰撞。設(shè)物體間的碰撞都是彈性的。 21、 【2014江蘇卷】牛頓的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中記載, A、B兩個玻璃球相碰,碰撞后的分 離速度和它們碰撞前的接近速度之比總是約為15:16。分離速度是指碰撞后B對A的速度,接近 速度是指碰撞前A對B的速度。若上述過程是質(zhì)量為2m的玻璃球A以速度vo碰撞質(zhì)量為m的靜 止玻璃球B,且為對心碰撞,求碰撞后A、B的速度大小。
12、 第5頁 第4頁 以相對地面的速度 V0豎直向下噴出質(zhì)量為 m的熾熱氣體。忽略噴氣過程重力和空氣阻力的影響, 22、12013?福建卷】將靜置在地面上,質(zhì)量為M(含燃料)的火箭模型點火升空,在極短時間內(nèi) 則噴氣結(jié)束時火箭模型獲得的速度大小是( 26、12015福建】如圖,兩滑塊A、B在光滑水平面上沿同一直線相向運動,滑塊A的質(zhì)量為m, 速度為2V°,方向向右,滑塊B的質(zhì)量為2m,速度大小為vo,方向向左,兩滑塊發(fā)生彈性碰撞后的運動狀態(tài)是() 第5
13、頁 第7頁 mv0 A.—— M MV0 B. m MV0 C. Mm mv0 D. Mm 23、[2017?新課標I卷】將質(zhì)量為 1.00kg的模型火箭點火升空, 50g燃燒的燃氣以大小為600m/s 的速度從火箭噴口在很短時間內(nèi)噴出O 在燃氣噴出后的瞬間,火箭的動量大小為(噴出過程中重力 和空氣阻力可忽略)( A.A和B都向左運動B.A和B都向右運動 C.A靜止,B向右運動D.A向左運動,B向右運動 27、12015?北京卷】實驗觀察到,靜止在勻強磁場中A點的原子核發(fā)生衰變,衰變產(chǎn)生的新 30kgm/s B.5.7102kgm/s
14、 C. 6.0102kgm/s D.6.3102kgm/s 24、 【2012?福建卷】如圖,質(zhì)量為 M的小船在靜止水面上以速率V0向右勻速行駛,一質(zhì)量為m 的救生員站在船尾, 相對小船靜止。若救生員以相對水面速率 v水平向左躍入水中,則救生員躍出 后小船的速率為( 核與電子恰在紙面內(nèi)勻速圓周運動,運動方向和軌跡示意如圖,則( A.軌跡1是電子的,磁場方向垂直紙面向外 B.軌跡2是電子的,磁場方向垂直紙面向外 C.軌跡1是新核的,磁場方向垂直紙面向里 D.軌跡2是新核的,磁場方向垂直紙面向里
15、 28、12011?山東卷】如圖所示,甲、乙兩船的總質(zhì)量(包括船、人和貨物)分別為10m、12m, 兩船沿同一直線同一方向運動,速度分別為2v°、vo0為避免兩船相撞,乙船上的人將一質(zhì)量為m的貨物沿水平方向拋向甲船,甲船上的人將貨物接住,求拋出貨物的最小速度。(不計水的阻力) m C.v0——v0v M D. m V0—V M 25、(2014?重慶高考)一彈丸在飛行到距離地面5m高時僅有水平速度 v=2m/s,爆炸成為甲、乙兩塊 水平飛出,甲、乙的質(zhì)量比為3:1,不計質(zhì)量損失,取重力加速度g=10m/s2,則下列圖中兩塊彈片飛行
16、 的軌跡可能正確的是 29、12013?海南卷】如圖所示,光滑水平面上有三個物塊A、B和C,它們具有相同的質(zhì)量,且 位于同一直線上。開始時,三個物塊均靜止,先讓A以一定速度與B碰撞,碰后它們粘在一起,然后又一■起與C碰撞并粘在一■起,求前后兩次碰撞中損失的動能之比。 30、12012?海南卷】冰球運動員甲的質(zhì)量為80.0kg,當(dāng)他以5.0m/s的速度向前運動時,與另一質(zhì) 量為100kg、速度為3.0m/s的迎面而來的運動員乙相撞。碰后甲恰好靜止。假設(shè)碰撞時間極短,求: (1)碰后乙的速度的大?。唬?)碰撞中總機械能的損失。 31、12014?山東卷】如圖,光滑水平
17、直軌道上兩滑塊A、B用橡皮筋連接,A的質(zhì)量為m,,開 始時橡皮筋松弛,B靜止,給A向左的初速度v0,一段時間后,B與A同向運動發(fā)生碰撞并粘在一 起,碰撞后的共同速度是碰撞前瞬間A的速度的兩倍,也是碰撞前瞬間B的速度的一半。求: 子彈以速度V0=300m/s沿水平方向射入物塊并留在其中(時間極短),g取10m/s2。子彈射入后,求: (1)物塊相對木板滑行的時間; (2)物塊相對木板滑行的位移。 第8頁 第8頁 (i)B的質(zhì)量; (ii)碰撞過程中A、B系統(tǒng)機械能的損失。 32、[2014?全國I卷】(10分)如圖,質(zhì)量分別為mA、mB的兩個彈性小球A、B靜
18、止在地面上方,B球距地面的高度h=0.8m,A球在B球的正上方。先將B球釋放,經(jīng)過一段時間后再將A球釋放。當(dāng) A球下落t=0.3s時,剛好與B球在地面上方的P點處相碰,碰撞時間極短,碰后瞬間A球的速度 恰為零。已知mB=3mA,重力加速度大小g=10m/s2,忽略空氣阻力及碰撞中的動能損失。求:①B球第一次到達地面時的速度;jO 一一 ②P點距離地面的局度。b?!? A 尹冷 丫0.8m 33、(2016?開封模擬)如圖所示,一個質(zhì)量為m的木塊,從半徑為R、質(zhì)量為M的光滑圓弧形槽頂 35、質(zhì)量為M的氣球下掛著長為L的繩梯,一質(zhì)量為m的人站在繩梯的下端,人和氣球靜止在空 中,現(xiàn)
19、人從繩梯的下端往上爬到頂端時,人和氣球相對于地面移動的距離分別是多少? 四、驗證動量守恒定律實驗 36、如圖所示,用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律,即驗證兩個小球在水平軌道末端碰撞前 后的動量守恒。入射小球質(zhì)量為m1,被碰小球質(zhì)量為m2,O點是小球拋出點在水平地面上的投 影。實驗時,先讓入射小球m1多次從傾斜軌道上S位置靜止釋放,找到其平均落地點的位置,并 記下此位置距。點的距離;然后把被碰小球m2靜置于水平軌道末端,再將入射小球m1從傾斜軌 道上S位置靜止釋放,與小球m2相撞,多次重復(fù)此過程,并分別找到它們平均落點的位置距。點 的距離。則下列說法正確的是() 端由
20、靜止滑下。在槽被固定和可沿著光滑平面自由滑動兩種情況下, 木塊從槽口滑出時的速度大小 之比為多少? =0.4。質(zhì)量為 m0=5g的 mK m2 34、(2016?廣州模擬)如圖所示,質(zhì)量為m=245g的物塊(可視為質(zhì)點)放在質(zhì)量為M=0.5kg的木板 左端,足夠長的木板靜止在光滑水平面上,物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為科 A.實驗中要求兩小球半徑相等,且滿足 B.實驗中要求傾斜軌道必須光滑 C.如果等式miX2=mixi+m2X3成立,可驗證兩小球碰撞過程動量守恒 D.如果等式mix3=mixi+m2X2成立,
21、可驗證兩小球碰撞過程動量守恒 37、在探究碰撞中的不變量”實驗中,對于最終的結(jié)論mivi+m2v2=mivi'+m2v2',下列說法正 確的是() A.僅限于一維碰撞 B.任何情況下mivi2+m2v22=mivi'2+m2v2'2也一"定成立 C.式中的v1、v2、v1'、V2'都是速度的大小 D.式中的不變量是mi和m2組成的系統(tǒng)的質(zhì)量與速度乘積之和 38、某同學(xué)用如圖所示裝置來探究碰撞中的不變量,讓質(zhì)量為mi的小球從斜槽某處由靜止開始滾下 與靜止在斜槽末端質(zhì)量為m2的小球發(fā)生碰撞。實驗中必須要求的條件是() 40、在實驗室里為了驗證動量守恒定律,一般采用如圖甲、乙兩種裝
22、置:
入射小球
①若入射小球質(zhì)量為
mi,半徑為ri;被碰小球質(zhì)量為m2,半徑為「2,則
A . mi> m2 ri> r2
B.mi>m2ri 23、后兩車的運動情況,如圖乙所示,電源頻率
為50Hz,則碰撞前甲車速度大小為m/s,碰撞后的共同速度大小為m/s。已測得
甲小車的質(zhì)量mi=0.20kg,乙小車的質(zhì)量m2=0.i0kg,由以上測量結(jié)果可得:碰前總動量為
kg?m/s;碰后總動量為kg?m/s。
②若采用乙裝置進行實驗,以下所提供的測量工具中必需的是(填字母)
A.直尺B.游標卡尺c.天平D.彈簧秤E.秒表
③設(shè)入射小球的質(zhì)量為mi,被碰小球的質(zhì)量為m2,則在用乙裝置實驗時(P為碰前入射小球落
點的平均位置),所得驗證動量守恒定律”的結(jié)論為(用裝置圖中的字母表示).
4i、如圖i所示,在做碰撞中的動 24、量守恒”實驗中.
(i)下面是本實驗部分測量儀器或工具,需要的是。
A.秒表,B.天平C.刻度尺mD.彈簧秤
(2)完成本實驗,下列必須要求的條件是。
A,斜槽軌道末端的切線必須水平B.入射球和被碰球的質(zhì)量必須相等
C.入射球和被碰球大小必須相同iD.入射球每次不必從軌道的同一位置由靜止?jié)L下
(3)某次實驗中用游標卡尺測量小球的直徑,如圖2所示,該小球的直徑為mm。
(4)某次實驗中得出的落點情況如圖3所示,假設(shè)碰撞過程中動量守恒,則入射小球質(zhì)量mi和被
碰小球質(zhì)量m2之比為。
42、為了研究兩個小球在水平方向碰撞前后的動量關(guān)系。某同學(xué)采用了如圖所示的實驗裝置,該裝
置可以 25、通過測量小球做平拋運動的水平射程,間接地測定小球碰撞前后的速度。圖中A、B是半徑
均為r的小鋼球,O、。/點分別是斜槽末端和可轉(zhuǎn)動支柱在水平地面上的垂直投影,且O。/間的距離等于A球的直徑。實驗時,使支柱處于倒下狀態(tài),先讓A球多次從斜槽上同一位置靜止釋放,
找到其平均落地點的位置P,測量水平射程OP的長度xo。然后,把支柱立起,將B球靜置于支柱上,再將A球從斜槽上同一位置靜止釋放,與B球正碰(B球平拋出去的同時支柱倒下),并多次重復(fù)。分別找到A、B相碰后平均落地點的位置M、N。
(1)本實驗要順利完成,則需要A球的質(zhì)量(選填失于"、等于“或小于")B球的質(zhì)量;
(2)該實驗還需要測 26、量的是;
A.測量A、B兩球的質(zhì)量mi、m2B.測量A球開始釋放的高度h
C.測量拋出點距地面的高度HD.測量OM、ON的長度xi和X2
(3)若所測物理量之間的關(guān)系滿足時,則說明兩球碰撞過程動量守恒(用已知量及(2)中
測量的量表示)。
43、某同學(xué)用如圖1所示的裝置,利用兩個大小相同的小球做對心碰撞來驗證動量守恒定律,圖中
AB是斜槽,BC是水平槽,它們連接平滑,。點為過水平槽末端C的重錘線所指的位置。實驗時
先不放置被碰球2,讓球1從斜槽上的某一固定位置G由靜止開始滾下,落到位于水平地面的記錄紙上,留下痕跡,重復(fù)10次,得到球1落點的平均位置為P。然后將球2置于水平槽末端, 27、讓球1仍從位置G由靜止?jié)L下,和球2碰撞,碰后兩球分別在記錄紙上留下各自的痕跡,重復(fù)10次。實驗得到兩小球的落點的平均位置分別為M、N.
益1百2
(1)在該實驗中,不需要用的器材是下列器材中的.(單選題、填序號)
A.天平i,B.刻度尺.C.秒表nD.大小相同的鋼球和硬橡膠球各一個
(2)在此實驗中,球1的質(zhì)量為m1,球2的質(zhì)量為m2,需滿足m1m2(選填大于"、
小于”或等于“).
(3)被碰球2飛行的水平距離由圖中線段表示.
(4)某次實驗中得出的落點情況如圖2所示,假設(shè)碰撞過程中動量守恒,則入射小球質(zhì)量m1和被
碰小球質(zhì)量m2之比為.
(5)若該碰撞是彈性碰撞,則線 28、段OM、ON、OP應(yīng)滿足的關(guān)系是:(只用線段OM、ON、OP表示).
44、某同學(xué)利用圖示裝置,通過研究甲、乙兩個小球碰撞前、后的動量關(guān)系來驗證動量守恒定律。
(1)安裝器材時要注意:固定在桌邊的斜槽未端的切線要沿方向。
(2)圖中0點是小球拋出點在地面上的垂直投影。實驗時,先讓小球甲多次從斜軌道上§位置由
靜止釋放,找到其平均落地點的位置P,測量平拋射程OP;然后,把小球乙靜置于桌邊緣,再
將小球甲從斜軌道上§位置由靜止釋放,與小球乙相碰,并多次重復(fù)。接下來要完成的必要步驟是
(填選項前的字母)。
第11頁 第12頁
A.測量小球甲的質(zhì)量m1和小球乙的質(zhì)量m2
29、B.測量位置S到平臺的高度h
C.測量桌邊緣到水平地面的高度H
D.分別找出甲、乙兩個小球相碰后平均落地點的位置M、N并測量平拋射程口卜工、ON
(3)若兩小球碰撞前后的動量守恒,則應(yīng)滿足的關(guān)系式為m1OP(用(2)中測量的
量表不)。
(4)若碰撞為彈性碰撞,則還應(yīng)該滿足的關(guān)系是為OP=(用(2)中測量的量表示)。
45、氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實驗儀器,它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊,使滑塊懸
浮在導(dǎo)軌上,滑塊在導(dǎo)軌上的運動可視為沒有摩擦。我們可以用帶豎直擋板C、D的氣墊導(dǎo)軌和滑
塊A、B探究碰撞中的不變量,實驗裝置如圖所示(彈簧的長度忽略不計)。采用的實驗步驟如下 30、:
a.用天平分別測出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mB;
b.調(diào)整氣墊導(dǎo)軌,使導(dǎo)軌處于水平;
c.在A和B間放入一個被壓縮的輕彈簧,用電動卡銷鎖定,靜止放置在氣墊導(dǎo)軌上;
d.用刻度尺測出A的左端至擋板C的距離Li;
e.按下電鈕放開卡銷,同時分別記錄滑塊A、B運動時間的計時器開始工作,當(dāng)A、B滑塊分別碰
撞擋板C、D時計時結(jié)束,記下A、B分別到達C、D的運動時間ti和t2。
①實驗中還應(yīng)測量的物理量及其符號是。
②作用前A、B兩滑塊質(zhì)量與速度乘積之和為;作用后A、B兩滑塊質(zhì)量與速度乘積之和為。
③作用前、后A、B兩滑塊質(zhì)量與速度乘積之和并不完全相等,產(chǎn)生誤差的原因有⑴,⑵ 31、
(至少答出兩點)。
46、利用氣墊導(dǎo)軌和光電門進行探究碰撞中的不變量”這一實驗,氣墊導(dǎo)軌的左側(cè)與一傾斜軌道平
滑連接,滑塊在水平氣墊導(dǎo)軌上運動時可忽略阻力。讓滑塊A在左側(cè)傾余軌道的P點由靜止釋放,
然后與靜止在光電門C和光電門D之間的滑塊B發(fā)生碰撞,如圖所示。
(1)實驗中滑塊B備有甲乙兩種:其中甲種滑塊左端裝有彈性圈,乙種滑塊左端裝有橡皮泥,與
滑塊A碰撞后會粘在一起。若要求碰撞時動能損失最大,則應(yīng)選用種滑塊(填甲"或乙",)
若要求碰撞時動能損失最小,則應(yīng)選用種滑塊(填甲"或乙”)
(2)某同學(xué)選取左端裝有橡皮泥的滑塊B進行實驗,兩滑塊的質(zhì)量分別為mA和mB,滑塊A從 32、P點釋放后,通過光電門C的時間為ti,與滑塊B粘在一起后通過光電門D的時間為t2,則在誤差允許的范圍內(nèi),只需驗證等式成立即說明碰撞過程中mA和mB系統(tǒng)動量守恒;
(3)在上一問的某次實驗中,滑塊通過光電門C和光電門D的時間分別為ti=0.05s和t2=0.15s,
那么滑塊A和滑塊B的質(zhì)量之比為mA:mB=。
47、氣墊導(dǎo)軌是常用的種實驗儀器,它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊,使滑塊懸浮
在導(dǎo)軌上,滑塊在導(dǎo)軌上的運動可視為沒有摩擦,我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌和滑
塊A和B驗證動量守恒定律和機械能守恒定律,已知A的質(zhì)量加1,B的質(zhì)量陽1,實驗裝置如圖所示,采用的實驗 33、步驟如下:
\Cr-T_D
-AB
,:.—,一;.二
*■?■?■?一
LJLJ
a.松開手的同時,記錄滑塊A、B運動時間的計時器開始工作,當(dāng)A、B滑塊分別碰到C、D擋板
時計時器結(jié)束計時,分別記下 A、B到達C、D的運動時間t1和t2。
本實驗是否在誤差范圍內(nèi)驗證了動量守恒定律 ?寫出運算過程。
b.在A、B間水平放入一個輕彈簧,用手壓住A、B使彈簧壓縮放置在氣墊導(dǎo)軌上,并讓它靜止
在某個位置,設(shè)此時彈簧的彈性勢能為Ep。
c.給導(dǎo)軌送氣,調(diào)整氣墊導(dǎo)軌,使導(dǎo)軌處于水平。
d.用刻度尺測出A的左端至C板的距離li,B的右端至D板的距離12。
49、如圖所示,在 34、“驗證動量守恒定律”實驗中,P為入射球A未與被碰球B碰撞時的落點,M
為它與B球碰后的落點,N為B球的落點,這個實驗對小球質(zhì)量mA和mB的要求是mamb(選
填“>”“二”或“<”)。為了能用OP長度表示球A的初速度,OM和O'N長度分別表示球A與球B的末速度,則必須做到,用圖中標出的符號和測出的數(shù)據(jù)列出驗證動量守恒的表達式為。
第16頁 第16頁
若實驗允許的相對誤差絕對值
碰撞前后總動量之差
(| 碰前總動量
|) X 100%)最大為 5%,
(1)實驗步驟的正確順序是。(填寫步驟前的字母)
(2)利用上述測量的實驗數(shù)據(jù),驗證動量守恒定律的表達式是;驗證機械能守 35、恒定律的
表達式是。
48、(2014?全國卷H)現(xiàn)利用圖甲所示的裝置驗證動量守恒定律。在圖甲中,氣墊導(dǎo)軌上有A、B兩
個滑塊,滑塊A右側(cè)帶有一彈簧片,左側(cè)與打點計時器(圖中未畫出)的紙帶相連;滑塊B左側(cè)也帶有一彈簧片,上面固定一遮光片,光電計時器(未完全畫出)可以記錄遮光片通過光電門的時間。
紙帶遮瞥光電門
4毓,
氣墊導(dǎo)軌
甲
實驗測得滑塊A的質(zhì)量m1=0.310kg,滑塊B的質(zhì)量m2=0.108kg,遮光片的寬度d=1.00cm;
打點計時器所用交流電的頻率f=50.0Hz。將光電門固定在滑塊B的右側(cè),啟動打點計時器,給滑塊
A一向右的初速度,使它與B相碰。碰后光電計 36、時器顯示的時間為AtB=3.500ms,碰撞前后打出的
紙帶如圖乙所示。
(cm)...
I*——*4*———7*
191L92L93L943.254君04.024.034。5
乙
50、某同學(xué)設(shè)計了一個打點計時器驗證動量守恒定律的實驗。在小車A的前端和小車B的后端貼有粘扣,在木板的右端固定打點計時器,小車A后連一長紙帶,木板下墊有小木塊,用來平衡摩擦
力。反復(fù)移動小木塊位置,直到小車的木板上向下運動時可以保持勻速直線運動狀態(tài)?,F(xiàn)使小車A、
B分別靜止在木板的右端和中間,如圖(a)所示,給小車A一個瞬時沖量,使小車A與靜止的小
車B相碰粘合成一體,并繼續(xù)作勻速直線運動。已知打 37、點計時器電源頻率為50Hz,若得到一條打
點紙帶且計數(shù)點之間的間隔如圖(b)所示,A點為運動起點,則應(yīng)選段來計算小車A碰
撞前的速度,應(yīng)選段來計算兩車碰撞后的速度。若測得小車A的質(zhì)量mA=0.4kg,小車B
的質(zhì)量mB=0.2kg,由以上數(shù)據(jù)可得小車A、B碰撞前的總動量為kg?m/s;碰撞后的總動量
為kg?m/s;得到的結(jié)論是.(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
圜1小木板
[-4-SCD£
[cm8匐10509燃695
《動量和動量守恒》習(xí)題參考答案
1、A
2、B
3、B
4、AB
5、C
6、解:取向下為正,對全過程有
mg(ti+t2)—Ft2=0
38、其中自由落體時間ti=
居1S,安全帶緩沖時間t2=1.2s
故F=1100N
7、解:
I(1)據(jù)題意,排球做自由落體運動落地速度為:審=2工一I
求得:。二6加%
小球下落時間為二年="的工
即?I=0&,
小球反彈后做豎直上拋運動,是自由落體運動的逆過程,則有:g=2明
求得反津速度為:%=5海公
小球反彈后上升時間為:電-即。=0.5占*2■■
所以小球與地面作用時間為:加十…=0.2s
(2)揖動量定理j規(guī)定向上為正,則仔(卻-G)&=j嗎-(-V,
求潺;N=26N
8、解:|(1)起跳后離地向上豎直上拋,上升階段的位移為
h=2.55-2.10m=0 39、.45m
由v2=2gh得他離地的速度為
v=3m/s.
(2)從離地到上升到最高點的所用時間為
v
t2=-=0.3s,
g
離地之前的時間為
t〔=t-t2=0.7s,
由動量定理
(F-mg)t1=mv-0
解得FF1100
9、2,12
10、0.5,左
11、40,10
12、解:由動量守恒定律得m1Vlm2V2m1Vlm2V2,
解得立1Y_」2,代入數(shù)據(jù)得生且
m2v1v1m22
13、解:設(shè)A與B碰撞后,A的速度為,B與C碰撞前B的速度為,B與V碰撞后粘在一起的速度
為,由動量守恒定律得
對A、B木塊:%咻二叫必+啊也①
對B、C木塊: 40、叫叫=(啊+%?②
由A與B間的距離保持不變可知
^=V③
聯(lián)立①②③式,代入數(shù)據(jù)得
6
也=彳%
14、守恒,不守恒
15、守恒,不守恒
第17頁 第18頁
16、C
17、A
18、D
19、A
20、解:A向右運動與C發(fā)生第一次碰撞,碰撞過程中,系統(tǒng)的動量守恒、機械能守恒。設(shè)速度方向
向右為正,開始時A的速度為Vo,第一次碰撞后C的速度為vc1,A的速度為VA1。由動量守恒和機械能守恒定律得
mvo=mvA1+MvC1①
錯誤!未找到引用源。m錯誤!未找到引用源。=錯誤!未找到引用源。m錯誤!未找到引用源。+錯誤!未找到引用源。M錯誤!未找到引用源。
41、
②
聯(lián)立①②式得VA1=錯誤!未找到引用源。V0③
vc1=錯誤!未找到引用源。vo④
如果m>M,第一次碰撞后,A與C速度同向,且A的速度小于C的速度,不可能與B發(fā)生碰撞;
如果m=M,第一次碰撞后,A停止,C以A碰前的速度向右運動,A不可能與B發(fā)生碰撞;所以
只需考慮m 42、!未找到引用源。-2)M
⑧
另一解mW-(錯誤!未找到引用源。+2)M舍去。所以,m和M應(yīng)滿足的條件為
(J5錯誤!未找到引用源。-2)M 43、相撞的條件是:v2V1,
解得:v4v0;
29、解:設(shè)三個物塊的質(zhì)量均為成A與B碰撞前A的速度為V,碰撞后共同速度為V1;AB與C
碰撞后的共同速度為V2.由動量守恒定律得
mv2mv1
2mv13mv2
設(shè)第一次碰撞中動能的損失為AE,設(shè)第二次碰撞中動能的損失為AE2,由能量守恒定律得
1 21c2
-mv-2mv1E1
2 2
3 212
一2mv1一3mv2E2
4 2
一-『E1c
聯(lián)立以上各式,解得—3
E2
第19頁 第2。頁
30、解:(1)設(shè)運動員甲、乙的質(zhì)量分別為m、M,碰前速度大小分別為%、V2,碰后乙的速
度大小為v2,由動量守恒 44、定律有:mv1Mv2Mv2
解得:v2—V1v21.0m/sM
1c1c1c
(2)根據(jù)能重寸恒th律可知,碰撞中總機械能的損失為:AE=—mv1+—Mv2——Mv2
222
代入數(shù)據(jù)解得:AE=1400J
31、解:(1)以初速度vo的方向為正方向,設(shè)B的質(zhì)量為mB,A、B碰撞后的共同速度為
v。由題意可知:碰撞前瞬間A的速度為2,碰撞前瞬間B的速度為2v,由動量守恒定
律得m2+2mBv=(m+mB)v①
由①式得mB=,②
(2)從開始到碰后的全過程,由動量守恒定律得
mvo=(m+mB)v③
設(shè)碰撞過程A、B系統(tǒng)機械能的損失為止,則
AE=1m(v)2+1mB 45、(2v)2—1(m+mB)v2④
1c
聯(lián)立②③④式得AE=~mv0o6
32、解:(i)B球總地面上方靜止釋放后只有重力做功,根據(jù)動能定理有
1 E2mBgh-miBvB
2
可得B球第一次到達地面時的速度vBJ麗4m/s
(ii)A球下落過程,根據(jù)自由落體運動可得A球的速度vAgt3m/s
小球B與地面碰撞后根據(jù)沒有動能損失所以B離開地面上拋時速度v0vB4m/s
22
所以P點的高度hDv一vB_0.75m
p2g
33、解:圓槽固定時,木塊下滑過程中只有重力做功,木塊的機械能守恒。木塊在最高處的勢能全
部轉(zhuǎn)化為滑出槽口時的動能。由:
木塊滑出槽口的速 46、度嶺三溝②
圓槽可動時,當(dāng)木塊開始下滑到脫離槽口的過程中,對木塊和槽所組成的系統(tǒng),水平方向不受外力,水平方向動量守恒。
設(shè)木塊滑出槽口時的速度為V2,槽的速度為U,則:
mvz+Mg0③
又木塊下滑時,只有重力做功,機械能守恒,木塊在最高處的勢能轉(zhuǎn)化為木塊滑出槽口時的動能和圓槽的動能,即:
聯(lián)立③④兩式解得木塊滑出槽口的速度:
因此,兩種情況下滑出槽口的速度之比:
第21頁 第22頁
設(shè)B球的速度為vB',則有碰撞過程動量守恒
EaVamBvB'mBvB''
碰撞過程沒有動能損失則有
12121
一EaVaNIbVbEbVb
222
解得Vb'1m/s,Vb 47、''2m/s
34、解:子彈打入木塊過程,由動量守恒定律得:
movo
(mo
m)v1
L1L2
45、B的右端至擋板D的距離L2;o;mA—mB—;L1、L2、t1、3t2
t2、mA、mB的數(shù)據(jù)測量誤差;
木塊在木板上滑動過程,由動量守恒定律得:
(mo
m)v1
(mo
mM)v2
對子彈木塊整體,由動量定理得:
(mo
m)gt
(mo
m)(V2
Vl)
聯(lián)立解得物體相對小車的滑行時間:
V2
is
沒有考慮彈簧推動滑塊的加速過程、滑塊并不是做標準的勻速直線運動,
滑塊與導(dǎo)軌間有少許摩擦
力、氣墊導(dǎo)軌不完全水平
46、
47、
48、(1)乙;甲(2)mAt2=(mA+mB)ti
(1)cbda(2)mJm1b;Ep
t1t2
(或mA/ti=(mA+mB)/t2)
2
111
—m1—
2L
2
112
-ml—
2t2
(3)1:2
48、
按定義,物體運動的瞬時速度大小為V:
As
VF
(2)子彈射入木塊后,由子彈木塊和木板組成的系統(tǒng),由能量守恒定律得:
131,
門(%+網(wǎng))gd=—+臥+AQ%
34解:Mx氣-mx人o,
36、
式中As為物塊在很短時間N內(nèi)走過的路程,
1
AtA=f=o.o2s(2
設(shè)紙帶上打出相鄰兩點的時間間隔為Aa,
AtA可視為很短, 49、設(shè)在A碰撞前后瞬時速度大小分別為vo、V1,將②式和圖給實驗數(shù)據(jù)
代入①式可得:
vo二
4.oo1oo.o2
1.941oo.o2
2
—m/s=2.oom/s⑤
2
—m/s=o.97om/s@
解彳^人MM:
mL
Mm
設(shè)B在碰撞后的速度大小為V2,由①式有
d定
V2=AtB⑤
37、
38、
39、
ABCD
o.6,o.4,o.12,
o.12
4。、
(1)C,(2)AC,
(3)miOP
m10M
m2ON
41、
(1)BC,(2)AC,
⑶(4)4:1
42、
(1)大于(2)AD
(3)m1X)m1X1
m 50、2(x22r)
43、
(1)C(2)大于(3)ON(4)4:
1(5)OP=OM+ON
44、
(1)水平(2)A,D(3)m1OMm2ON(4)ON-OU
代入題所給的數(shù)據(jù)可得:V2=2.86m/s(6
設(shè)兩滑塊在碰撞前后的動量分別為p和p',則
p=m〔vo(7
p'=m1V1+m2V2⑧
兩滑塊在碰撞前后總動量相對誤差的絕對值為
6P=|p^p|1oo%⑨p
聯(lián)立③④⑥⑦⑧⑨式并代入有關(guān)數(shù)據(jù),
第24頁 第24頁
可得:$^1,7%<5%⑩
49、>,斜槽末端水平,mAOPmAOMmB0N
50、BC,DE,0.420,0,417,在誤差允許的范圍內(nèi),A、B兩車碰撞前后動量守恒
第25頁
第26頁
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