2019高中物理 第一章 碰撞与动量守恒 动量守恒定律的应用（碰撞）习题（基础篇）教科版选修3-5.doc

《2019高中物理 第一章 碰撞与动量守恒 动量守恒定律的应用（碰撞）习题（基础篇）教科版选修3-5.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019高中物理 第一章 碰撞与动量守恒 动量守恒定律的应用（碰撞）习题（基础篇）教科版选修3-5.doc（5页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、1动量守恒定律的应用（碰撞）动量守恒定律的应用（碰撞）一、选择题一、选择题 1下面关于碰撞的理解正确的是（ ） A碰撞是指相对运动的物体相遇时，在极短时间内它们的运动状态发生了显著变化的过程B在碰撞现象中，一般内力都远远大于外力，所以可以认为碰撞时系统的总动量守恒C如果碰撞过程中机械能也守恒，这样的碰撞叫做非弹性碰撞D微观粒子的碰撞由于不发生直接接触，所以不满足动量守恒的条件，不能应用动量守恒定律 求解2把一支枪水平地固定在光滑水平面上的小车上，当枪发射出一颗子弹时，下列说法正确的是 （ ） A枪和子弹组成的系统动量守恒 B枪和车组成的系统动量守恒 C子弹、枪、小车这三者组成的系统动量守恒 D

2、子弹的动量变化与枪和车的动量变化相同3质量为 M 和 m0的滑块用轻弹簧连接，以恒定的速度 v 沿光滑水平面运动，与位于正对面的质 量为 m 的静止滑块发生碰撞，如图所示，碰撞时间极短，在此过程中，下列哪个或哪些说法是可能发 生的？（ ） AM、m0、m 速度均发生变化，分别为 v1、v2、v3，而且满足(M+m0)v=Mv1+m0v2+mv3Bm0的速度不变，M 和 m 的速度变为 v1和 v2，而且满足 Mv=Mv1+mv2Cm0的速度不变，M、m 的速度都变为 v，且满足 Mv=(M+m)vDM、m0、m 速度均发生变化，M 和 m0速度都变为 v，m 速度变为 v2，而且满足(M+m)

3、v0=(M+m0)v1+mv24A、B 两物体发生正碰，碰撞前后物体 A、B 都在同一直线上运动，其位移一时间图象（s-t 图 象）如图中 ADC 和 BDC 所示由图可知，物体 A、B 的质量之比为（ ） A11 B12 C13 D315三个相同的木块 A、B、C 从同一高度处自由下落，其中木块 A 刚开始下落的瞬间被水平飞来 的子弹击中，木块 B 在下落到一定高度时，才被水平飞来的子弹击中若子弹均留在木块中，则三木 块下落的时间 tA、tB、tC的关系是（ ） AtAtBtC BtAtBtC CtAtCtB DtAtBtC6如图所示，木块 A 和 B 质量均为 2 kg，置于光滑水平面上，

4、B 与一轻质弹簧一端相连，弹簧 另一端固定在竖直挡板上，当 A 以 4 ms 的速度向 B 撞击时，由于有橡皮泥而粘在一起运动，那么2弹簧被压缩到最短时，具有的弹性势能大小为（ ） A4 J B8 J C16 J D32 J7如图所示，有两个质量相同的小球 A 和 B（大小不计） ，A 球用细绳吊起，细绳长度等于悬点 距地面的高度，B 点静止放于悬点正下方的地面上现将 A 球拉到距地面高度为 h 处由静止释放，摆 动到最低点与 B 球碰撞后粘在起共同上摆，则它们升起的最大高度为（ ） Ah2 Bh Ch4 Dh28在光滑水平面上,动能为0E、动量的大小为0P的小钢球 l 与静止小钢球 2 发生

5、碰撞.碰撞前后球 l 的运动方向相反.将碰撞后球 l 的动能和动量的大小分别记为1E、1P，球 2 的动能和动量的大小分别记为2E、2P,则必有（ ） A1E0EB1P0P C2E0ED2P2P9甲乙两球在水平光滑轨道上向同方向运动，已知它们的动量分别是=5kg m/sP乙、=7kg m/sP乙，甲从后面追上乙并发生碰撞，碰后乙球的动量变为10kg m/s。则两球质量m乙与m乙间的关系可能是下面的哪几种？（ ） Am乙=m乙 Bm乙=2m乙 Cm乙=4m乙 Dm乙=6m乙10如图所示，光滑水平面上有大小相同的 A、B 两球在同一直线上运动两球质量关系为 mB=2mA，规定向右为正方向，A、B

6、两球的动量均为 6 kgms，运动中两球发生碰撞，碰撞后 A 球 的动量增量为4 kgms，则（ ） A左方是 A 球，碰撞后 A、B 两球速度大小之比为 25B左方是 A 球，碰撞后 A、B 两球速度大小之比为 1103C右方是 A 球，碰撞后 A、B 两球速度大小之比为 25 D右方是 A 球，碰撞后 A、B 两球速度大小之比为 110二、填空题二、填空题11在光滑的水平地面上，质量为 4kg 的物体以3m/s的速度向右运动，另一个质量为 8kg 的物体以3m/s的速度向左运动，两物体相碰后粘在一起运动，碰后它们共同速度的大小为_，方向为_。12质量为M的金属块和质量为m的木块用细线系在一

7、起，以速度V在水中匀速下沉，某一时刻细线断了，则当木块停止下沉的时刻。铁块下沉的速率为_。（设水足够深，水的阻力不计）13如图所示，设车厢的长度为l，质量为 M，静止于光滑的水平面上，车厢内有一质量为 m 的物体以初速度 v0向右运动，与车厢壁来回碰撞 n 次后，静止在车厢中，这时车厢的速度为 _，方向与 v0的方向_三、解答题：三、解答题：14有一大炮竖直向上发射炮弹炮弹的质量为 M=6.0 kg（内含炸药的质量可以忽略不计） ，射 出的初速度 v0=60 ms当炮弹到达最高点时爆炸为沿水平方向运动的两片，其中一片质量为 m=4.0 kg现要求这一片不能落到以发射点为圆心，以 R=600 m

8、 为半径的圆周范围内，则刚爆炸完时两弹片 的总动能至少多大？（g=10 ms2，忽略空气阻力）15从高处自由下落一个质量为 m 的物体，当物体下落 h 高度时突然炸裂成两块，其中质量为 m1的一块恰好能沿竖直方向回到开始下落的位置，求刚炸裂时另一块的速度 v2【答案与解析】 一、选择题：一、选择题： 1 【答案】A、B 【解析】碰撞过程中机械能守恒的碰撞为弹性碰撞。C 错动量守恒定律是自然界普遍适用的规 律之一，不仅低速、宏观物体的运动遵守这一规律，而且高速、微观物体的运动也遵守这一规律，D 错 2 【答案】C 【解析】在发射子弹时，子弹与枪之间，枪与车之间都存在相互作用力，所以将枪和子弹作

9、为系统，或枪和车作为系统，系统所受的合外力均不为零，系统的动量不守恒，当将三者作为系 统时，系统所受的合外力为零，系统的动量守恒，这时子弹的动量变化与枪和车的动量变化大小 相等，方向相反可见，系统的动量是否守恒，与系统的选取直接相关 3 【答案】B、C4【解析】因为碰撞时间极短，所以的速度应该不发生变化，A 错，D 错碰后 M 与 m 的速度可 能相同也可能不同，B 对，C 对 4 【答案】C 【解析】由图象知：碰前 vA=4 ms，vB=0碰后 vA=vB=1 ms由动量守恒可知选项 C 正 确 5 【答案】C 【解析】木块 C 做自由落体运动，木块 A 被子弹击中做平抛运动，木块 B 在子

10、弹击中瞬间竖直方 向动量守恒，mv=(M+m)v，即 vv，木块 B 竖直方向速度减小，所以 tA=tCtB 6 【答案】B 【解析】 A 与 B 碰撞过程动量守恒，有A AABABm vmmv，所以2m / s2A ABvv当弹簧被压缩至最短时，A、B 的动能完全转化成弹簧的弹性势能，所以2 p1()8J2ABABEmmv7 【答案】C 【解析】本题中的物理过程比较复杂，所以应将过程细化、分段处理A 球由释放到摆到最低点的过程做的是圆周运动，应用动能定理可求出末速度，2 11 2mghmv，所以12 5vh；A、B 的碰撞过程符合动量守恒：mv1=(m+m)v2，所以25vh；对 A、B 粘

11、在一起共同上摆的过程应用机械能守恒，2 21()2mm v ()mm gh，4hh 8 【答案】 ABD【解析】 021PPP021EEE9 【答案】C【解析】动量守恒得：5+7=10+2；能量不增加：25494100 2222mmmm乙乙乙乙，51 21mm乙乙，符合实际：57 mm乙乙，1.4mm乙乙乙乙210 mm乙乙，5mm乙乙乙乙综上：51521mmm乙乙乙10 【答案】A 【解析】碰撞后，A 球的动量增量为4 kgms，则 B 球的动量增量为 4 kgms，所以 A 球 的动量为 2 kgms，B 球的动量为 10 kgms，即 mAvA=2 kgms，mBvB=10 kgms且m

12、B=2mA，则2 5ABv v且碰撞后，原来在右边的小球的速度大于在左边小球的速度，故 A 球在左边选项 A 正确5二、填空题二、填空题11 【答案】-1m s ；向左 12 【答案】()VMmM13 【答案】0mv Mm，相同【解析】不论物体与车厢怎样发生作用，碰撞多少次，将物体与车厢作为系统，物体与车厢间作 用力是内力，不改变系统的总动量，同时这一系统所受的合外力为零，系统的总动量守恒，以 v0为 正方向，有 mv0(Mm)v三、解答题：三、解答题：14 【答案】Ek=6.0104 J【解析】设炮弹上升到达最高点的高度为 H，根据匀变速直线运动规律，有2 02vgH设质量为 m 的弹片刚爆

13、炸后的速度为 v1，另一块的速度为 v，根据动量守恒定律，有 mv1=(Mm) v设质量为 m 的弹片运动的时间为 t，根据平抛运动规律，有21 2Hgt，R=v1t炮弹刚爆炸后，两弹片的总动能 22 k111()22EmvMm v解以上各式得 22k2 01 2 ()MmR gEMm v代入数值得 Ek=6.0104 J15 【答案】1 2 12mmvghmm由于 v20，说明炸裂后另一块的运动方向竖直向下【解析】以炸裂时分裂成的两块 m1和（mm1）组成的系统为研究对象，在炸裂的这一极短的时间内， 系统受到的合外力重力（并不为零） ，但炸裂时的爆炸力远远大于系统的重力，系统在竖直方向 的动量可认为近似守恒取竖直向下的方向为正方向，炸裂前的两部分是一个整体，具有的动量为：2pmvmgh当爆炸结束时，其中质量为 m1的一块向上运动并返回到出发点，其速度大小与炸裂前相同，动量方向与规定的正方向相反112pmgh 由动量守恒定律有11222()mghmgh mm v 解得1 2 12mmvghmm由于 v20，说明炸裂后另一块的运动方向竖直向下