河北省张家口市高三物理同步练习18动量定理、动量守恒定律.doc
《河北省张家口市高三物理同步练习18动量定理、动量守恒定律.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《河北省张家口市高三物理同步练习18动量定理、动量守恒定律.doc(20页珍藏版)》请在麦多课文档分享上搜索。
1、1动量定理、动量守恒定律1. 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【答案】C【解析】三个小球在空中均只受重力,故机械能守恒,则可知三小球落地时的速度大小相等,但 C小球速度不沿竖直方向,故 AB 的速度相等,动量相等,但与 C 的不相等,故 AB 均错误;由于 A 的时间最长,而 B 的时间最短,故 A 受冲量最大,
2、B 受冲量最小,故 C 正确;物体动量的变化等于合外力的冲量,故 A 动量变化最大,B 最小,D 错误;故选 C.2.如图所示,一段不可伸长的轻质细绳长为 L,一端固定在 O 点,另一端系一个质量为 m的小球(可视为质点) ,保持细绳处于伸直状态,把小球拉到跟 O 点登高的位置由静止释放,在小球摆到最低点的过程中,不计空气阻力,重力加速度大小为 g,则A. 合力做功为零B. 合力的冲量为零C. 重力做的功为 mgLD. 重力的冲量为 m2gL【答案】C【解析】小球在向下运动的过程中,受到重力和绳子的拉力,绳子的拉力始终与运动的方向垂直,所以只有重力做功,合外力做的功等于重力做的功,大小为 mg
3、L故 A 错误,C 正确;由机2械能守恒可得,小球在最低点的动能: mv2 mgL12所以速度: ;由动量定理可得合力的冲量: I 合 P mv0 m 故 B 错误;v= 2gL 2gL小球向下的过程是摆动,运动的时间在空气的阻力不计的情况下运动的时间等于单摆周期的 ,所以: ,所以重力的冲量: 故 D 错误故选:C14 t=142Lg IG mgt m2gL点睛:该题结合单摆的周期公式考查动量定理以及动能定理等,考查的知识点比较多,在解答的过程中一定要注意知识的迁移能力3.一质量为 m 的物体静止在光滑水平面上,在水平力 F 作用下,经时间 t,通过位移 L 后,动量变为 P、动能变为 Ek
4、若上述过程 F 不变,物体的质量变为 ,以下说法正确的是( m2)A. 经过时间 2t,物体动量变为 2P B. 经过位移 2L,物体动量变为 2PC. 经过时间 2t,物体动能变为 2Ek D. 经过位移 2L,物体动能变为 2Ek【答案】AD【解析】以初速度方向为正方向,根据动量定理,有:Ft=P,故时间变为 2t 后,动量变为 2P,故A 正确;根据 ,动量变为 2 倍,质量减半,故动能变为 8Ek,故 C 错误;经过位移EkP22m2L,根据动能定理,有:FL=E k,故位移变为 2 倍后,动能变为 2Ek,故 D 正确;根据,动能变为 2 倍,质量减半,故动量不变,故 B 错误;故选
5、 AD.P= 2mEk点睛:本题关键是分别根据动量定理和动能定理列式分析,同时要记住动量与动能的关系公式 ,基础题目4.质量相等的 A、 B 两物体放在同一水平面上,分别受到水平拉力 F1、 F2的作用而从静止开始作匀加速直线运动经过时间 t0和 4t0速度分别达到 2v0和 v0时,分别撤去 F1和 F2,以后物体继续做匀减速直线运动直至停止两物体速度随时间变化的图象如图所示设 F1和 F2对 A、 B 的冲量分别为 I1和 I2, F1和 F2对 A、 B 做的功分别为 W1和 W2,则下列结论正确的是( )3A. I1 I2, W1 W2 B. I1 I2, W1 W2C. I1 I2,
6、 W1 W2 D. I1 I2, W1 W2【答案】B【解析】从图象可知,两物块匀减速运动的加速度大小之都为 ,根据牛顿第二定律,匀减速运动v0t0中有 ,则摩擦力大小都为 根据图象知,匀加速运动的加速度分别为 ,根2v0t0, v04t0据牛顿第二定律,匀加速运动中有 ,则 ,故;由图看出,撤去拉力后两图象平行,说明加速度,由牛顿第二定律分析则知加速度 ,说明两物体与地面的动摩擦因数相等,则两物体所受的摩擦力大小相等,设为 f,对全过程运用动能定理得: , ,得 , ,图线与时间轴所围成的面积表示运动的位移,则位移之比为 6:5,整个运动过程中 和F1做功之比为 ,故 C 正确F2 W1:W
7、2=s1:s2=6:55.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: ( )A. B. C. D. mghmgh2【答案】A【解析】滑块从 A 到 B 过程,根据动能定理,有 ,滑块从 B 返回 A 过程,根据动能定理,mghWf=04有: ,联立解得: ,在 B 点需给物体的瞬时冲量等于动量的增加v=2gh量,故 ,故 A 正确。I=mv=2mgh6.如图所示,质量为 M 的盒子放在光滑的水平面上,盒子内表面不光滑,盒内放有
8、一块质量为 m 的物体,某时刻给物体一个水平向右的初速度 v0,那么在物体与盒子前后壁多次往复碰撞后( )A. 两者的速度均为零B. 两者的速度总不会相等C. 盒子的最终速度为 ,方向水平向右D. 盒子的最终速度为 ,方向水平向右【答案】D【解析】试题分析:选物体与小车组成的系统为研究对象,由水平方向动量守恒得:Mv0=(M 十 m)v所以:v=v 方向与 v0同向,即方向水平向右,故选:D。考点:动量守恒定律【名师点睛】以物体与小车组成的系统为研究对象,水平方向仅有系统内力而不受外力作用,水平方向动量守恒,由于盒子内表面不光滑,最终的状态是两者具有共同的速度。运用动量守恒定律求解最终速度。7
9、.如图所示,质量为 m 的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上,其水平直径 AB 长度为2R,现将质量也为 m 的小球从距 A 点正上方 h0高处由静止释放,然后由 A 点经过半圆轨道后从 B 冲出,在空中能上升的最大高度为 (不计空气阻力) ,则( )5A. 小球和小车组成的系统动量守恒B. 小车向左运动的最大距离为C. 小球离开小车后做斜上抛运动D. 小球第二次能上升的最大高度12h0m,重力加速度为 g,某时刻 m获得一瞬时速度 ,当 m 第一次回到 O 点正下方时,细线拉力大小为v0A. mg B. C. D. mg+m(2m)2v20(M+m)2L【答案】B【解析】当小球运动到最低点的
10、速度为 ,把小球和框架看成一个系统,满足动量守恒:v2,根据能量守恒有: ,联立解得: , mv0=Mv1+mv2 v1=2mM+mv0, m 相对圆心的速度为: ,由向心力公式: ,联立解得:v=v1v2=v0 Tmg=mv2L,故 B 正确,ACD 错误。 12.如图所示,在光滑水平地面上有 A、 B 两个小物块,其中物块 A 的左侧连接一轻质弹簧。物块 A 处于静止状态,物块 B 以一定的初速度向物块 A 运动,并通过弹簧与物块 A发生弹性正碰。对于该作用过程,两物块的速率变化可用速率时间图象进行描述,在图所示的图象中,图线 1 表示物块 A 的速率变化情况,图线 2 表示物块 B 的速
11、率变化情况。则在这四个图象中可能正确的是 ( )9A. B. C. D. 【答案】B【解析】物块 B 压缩弹簧的过程,开始时 A 做加速运动,B 做减速运动,随着压缩量的增大,弹簧的弹力增大,两个物块的加速度增大当弹簧压缩至最短时,二者的速度相等;此后 A 继续加速,B 继续减速,弹簧的压缩量减小,弹力减小,两个物块的加速度减小当弹簧恢复原长时 B 离开弹簧所以 v-t 图象切线斜率的大小都先增大后减小设 B 离开弹簧时A、B 的速度分别为 vA和 vB取水平向右为正方向,根据动量守恒定律:m Bv0=mAvA+mBvB,由机械能守恒得: mBv02= mAvA2+ mBvB2联立解得 , 若
12、12 12 vA= 2mBmA+mBv0mBm A,由上式可得:v Av B所以 B 图是可能的若 mB=mA,由上式可得:vA=v0,v B=0若 mBm A,由上式可得:v A0,v B0综上,只有 B 图是可能的故 ACD错误,B 正确故选 B.点睛:该题考查系统的动量守恒定律与机械能守恒定律,解决本题的关键是对物体进行受力分析和运动过程分析,要知道 v-t 图象的斜率表示加速度13.冲击摆是用来测量子弹速度的一种简单装置如图所示,将一个质量很大的砂箱用轻绳悬挂起来,一颗子弹水平射入砂箱,砂箱发生摆动若子弹射击砂箱时的速度为 ,测得冲v击摆的最大摆角为,砂箱上升的最大高度为 ,则当子弹射
13、击砂箱时的速度变为 时,下列h说法正确的是( )10A. 冲击摆的最大摆角将变为B. 冲击摆的最大摆角的正切值将变为 2tanC. 砂箱上升的最大高度将变为 2hD. 砂箱上升的最大高度将变为【答案】D【解析】设子弹的质量为 m,砂箱的质量为 M,砂箱上升的最大高度为 h,最大偏转角为 ,冲击摆的摆长为 L;以子弹和砂箱作为整体,在子弹和砂箱一起升至最高点的过程中,由机械能守恒,由机械能守恒定律得: (m+M)v 共 2( m+M)gh,解得: v 共 ;在子弹射入砂箱12 2gh的过程中,系统的动量守恒,以子弹的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:mv=(m+M)v 共 ,解得: v v
14、共 ;冲击摆的最大偏转角满足 ,由m+Mm m+Mm 2gh cos=LhL于不知道 与 之间的关系,所以不能判断出冲击摆的最大摆解是否将变为 故 A 错误;h L由于不知道 与 之间的关系,所以不能判断出冲击摆的最大摆解的正切值是否将变L为 故 B 错误;由公式可知,当 增大为 时,砂箱上升的最大高度将变为 故 C错误,D 正确;故选 D点睛:本题属于动量守恒与机械能守恒在日常生活中的应用的例子,分析清楚物体运动过程、应用机械能守恒定律与动量守恒定律即可正确解题求出子弹的初速度与冲击摆上升的高度、摆动的夹角之间的关系是解答的关键14.用一个半球形容器和三个小球可以进行碰撞实验,已知容器内侧面
15、光滑,半径为 R,三个质量分别为 m1、m 2、m 3,两两的小球 1、2、3,半径相同且可视为质点,自左向右依次静置于容器底部的同一直线上且彼此相互接触,若将质量为 m,的球移至左侧离容器底高 h处无初速释放,如图所示,各小球间的碰撞时间极短且碰撞时无机械能损失,小球 1 与2、2 与 3 碰后,球 1 停在 0 点正下方,球 2 上升的最大高度为 R,球 3 恰能滑出容器,则1911三个小球的质量之比为A. 2:2:1 B. 3:3:1 C. 4:4:1 D. 3:2:1【答案】B【解析】碰撞前球 1 下滑过程,由机械能守恒定律得对于碰撞过程,取向右为正方向,由动量守恒定律得 m1v0=m
16、2v2+m3v3由机械能守恒定律得:碰后,对球 2 有12m2v22=m2g19R对球 3 有联立解得 m1:m2:m3=3:3:1.故选: B【名师点睛】由于小球间的碰撞时间极短且碰撞时无机械能损失,所以碰撞过程遵守动量守恒定律和机械能守恒定律,由此列式;再对碰后,运用机械能守恒定律对球 2 和球 3 列式,联立可解。15.某研究小组通过实验测得两滑块碰撞前后运动的实验数据,得到如图所示的位移时间图象图中的线段 a、b、c 分别表示沿光滑水平面上同一条直线运动的滑块、和它们发生正碰后结合体的位移变化关系已知相互作用时间极短,由图象给出的信息可知( )A. 碰前滑块与滑块速度大小之比为 72B
- 1.请仔细阅读文档,确保文档完整性,对于不预览、不比对内容而直接下载带来的问题本站不予受理。
- 2.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
- 3、该文档所得收入(下载+内容+预览)归上传者、原创作者;如果您是本文档原作者,请点此认领!既往收益都归您。
下载文档到电脑,查找使用更方便
2000 积分 0人已下载
下载 | 加入VIP,交流精品资源 |
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 河北省 张家口市 物理 同步 练习 18 动量 定理 守恒定律 DOC
