1.3动量守恒定律的案例分析基础巩固练习（word版含答案）

1.3动量守恒定律的案例分析基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第一册
一、选择题（共15题）
1．如图（a），一长木板静止于光滑水平桌面上，t＝0时，小物块以速度v0滑到长木板上，小物块在到达木板右端前与木板相对静止，图（b）为物块与木板运动的图像，图中t1、v0、v1已知，重力加速度大小为g，由此可求得（　　）
A．木板的长度
B．物块的质量
C．物块与木板之间的动摩擦因数
D．从t＝0开始到t1时刻，木板获得的动能
2．如图所示，金属杆a在高为h处从静止开始沿弧形轨道下滑，导轨平行的水平部分有竖直向下的匀强磁场，水平部分导轨上原来放有一根金属杆b，两杆质量相同，水平导轨足够长，不计摩擦，关于两杆最终的运动状态，下列说法正确的是（　　）
A．两杆的速度均为 B．两杆的速度均为
C．杆a静止，杆b的速度为 D．杆a静止，杆b的速度为
3．如图所示，一个质量为m1=50kg的人爬在一只大气球下方，气球下面有一根长绳。气球和长绳的总质量为m2=20kg，长绳的下端刚好和水平面接触。当静止时人离地面的高度为h=7m。如果这个人开始沿绳向下滑，当他滑到绳下端时，他离地面高度是（可以把人看作质点）（　　）
A．0 B．2m C．5m D．7m
4．如图所示，光滑水平面上静止一辆小车，在酒精灯燃烧一段时间后塞子喷出．下列说法正确的是（　　）
A．由于塞子的质量小于小车质量，喷出时塞子受到的冲击力将大于小车受到的冲击力
B．由于塞子的质量小于小车质量，喷出时塞子受到的冲击力将小于小车受到的冲击力
C．塞子喷出瞬间小车对水平面的压力大于小车自身的重力
D．若增大试管内水的质量则可以增大小车的速度
5．质量相等的5个物块在光滑水平面上间隔一定距离排成一直线，如图所示．具有初速度v0的物块1向其他4个静止物块运动，依次发生碰撞，每次碰撞后不再分开．最后，5个物块粘成一整体，这个整体的速度等于 (　　)
A．v0 B． v0 C． v0 D．v0
6．质量为1 kg的小球A以v0=4 m/s的速度与质量为3 kg的静止小球B发生正碰，碰后A球速度为v1，B球速度为v2，关于v1和v2的数值中可能的是（　　）
A．v1=1 m/s，v2=1 m/s B．v1=2.5 m/s，v2=0.5 m/s
C．v1=0.5 m/s，v2=2 m/s D．v1=-5 m/s，v2=3 m/s
7．质量为m、半径为R的小球，放在半径为2R、质量为2m的大空心球壳内，如图所示，当小球从图示位置无初速度沿内壁滚到最低点时，大球移动的位移为（　　）
A．，方向水平向右
B．，方向水平向左
C．，方向水平向右
D．，方向水平向左
8．如图所示，木块静止在光滑水平桌面上，一子弹水平射入木块的深度为d时，子弹与木块相对静止，在子弹入射的过程中，木块沿桌面移动的距离为L，木块对子弹的平均阻力为Ff，那么在这一过程中不正确的是（ ）
A．木块的机械能增量为FfL
B．子弹的机械能减少量为Ff（L＋d）
C．系统的机械能减少量为Ffd
D．系统的机械能减少量为Ff（L＋d）
9．如图所示，一个质量为m1＝50 kg的人抓在一只大气球下方，气球下面有一根长绳。气球和长绳的总质量为m2＝20 kg，长绳的下端刚好和水平面接触。当静止时人离地面的高度为h＝7m。如果这个人开始沿绳向下滑，当他滑到绳下端时，他离地面高度是（可以把人看做质点）（　 ）
A．2m B． C． D．5m
10．如图所示，一木块以速度v1沿着光滑水平面向右匀速运动，某时刻在其后方有一颗子弹以速度v0射入木块，最终子弹没有射穿木块。下列说法中正确的是（　　）
A．子弹克服阻力做的功等于木块的末动能与摩擦产生的热量之和
B．木块对子弹做功的绝对值等于子弹对木块做的功
C．木块对子弹的冲量与子弹对木块的冲量相同
D．系统损失的机械能等于子弹损失的动能减去子弹对木块所做的功
11．在光滑水平面上，动能为E0、动量的大小为p0的小钢球1与静止小钢球2发生碰撞．将碰撞后球1的动能和动量的大小分别记为E1、p1，球2的动能和动量的大小分别记为E2、p2，下列说法可能正确的是（　　）
A． B． C． D．
12．在光滑水平面上，一质量为m、速度大小为v的A球与质量为2m静止的B球碰撞后粘在一起共速运动，则碰撞时A对B做的功为
A． B． C． D．
13．现有甲、乙两滑块，质量分别为3m和m，以相同的速率v在光滑水平面上相向运动，发生了碰撞．已知碰撞后，甲滑块静止不动，那么这次碰撞是(　　)
A．弹性碰撞 B．非弹性碰撞
C．完全非弹性碰撞 D．条件不足，无法确定
14．两个质量相等的小球在光滑水平面上沿同一直线同方向运动，A球的动量是8kg·m/s，B球的动量是5kg·m/s，A球追上B球时发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量可能值是（ ）
A．pA=－2 kg·m/s，PB=14 kg·m/s
B．PA=3 kg·m/s，PB=10 kg·m/s
C．PA=6 kg·m/s，PB=7 kg·m/s
D．PA=9kg·m/s，PB=4kg·m/s
15．已知如图，光滑绝缘水平面上有两只完全相同的金属球A、B，带电量分别为﹣2Q与﹣Q，现在使它们以相同的初动能E0（对应的动量大小为p0）开始相向运动且刚好能发生接触，接触后两小球又各自反向运动，当它们刚好回到各自的出发点时的动能分别为E1和E2，动量大小分别为p1和p2，有下列说法︰
①E1＝E2＞E0，p1＝p2＞p0
②E1＝E2＝E0，p1＝p2＝p0
③接触点一定在两球初位置连线的中点右侧某点
④两球必将同时返回各自的出发点
其中正确的是（　　）
A．②④ B．②③ C．①④ D．③④
二、填空题（共4题）
16．质量为m=100㎏的小船静止在水面上,船上左、右两端各站着质量分别为m甲=40㎏,m乙=60㎏的游泳者,当他们在同一水平线上,甲朝左,乙朝右,同时以相对河岸3m/s的速率跃入水中时,小船运动方向为_______,运动速率为_____m/s.
17．某同学把两块大小不同的木块用细线连接，中间夹一被压缩了的弹簧，如图所示．将这一系统置于光滑的水平桌面上，烧断细线，观察物体的运动情况，进行必要的测量，验证物体间相互作用时动量守恒．
（1）该同学还必须有的器材是_____；
（2）需要直接测量的数据是_____；
（3）用所得数据验证动量守恒的关系式是_____．
18．某同学利用气垫导轨验证动量守恒定律。他在气垫旁加装了位置感应器（可以将任一时刻该滑块与某点的距离记录下来），测得两滑块的质量分别为，两滑块A、B在气垫导轨上（摩擦力可忽略不计）发生正碰，通过实验该同学描绘出碰撞前后滑块A、B的位移一时间图像如图所示。
（1）由图可知滑块A、B在_________s时发生碰撞。
（2）碰撞前滑块A的动量为__________，滑块B的动量为________，碰撞后滑块A、B一起运动，两滑块整体的动量为_______。
（3）由实验得出滑块A、B碰撞后的总动量与碰撞前的相比_________（选填“变大”“变小”或“不变”）。
19．某同学用如图所示装置做验证动量守恒定律实验。
（1）若入射小球质量为，半径为；被碰小球质量为，半径为，则______（填“大于”“小于”或“等于”），______（填“大于”“小于”或“等于”）。
（2）关于实验的要点，下列说法正确的是______。
A．将小球静止放置在轨道末端看小球是否滚动来检测斜槽轨道末端是否水平
B．斜槽的表面越光滑越好，这样可以减少小球因摩擦损失的机械能
C．小球在斜槽上的释放点应该越高越好，这样碰前的速度大，测量误差较小
D．为了计算小球做平抛运动的初速度，必须用刻度尺测出槽口到地面的高度
（3）实验测得记录纸上点到各落地区域中心点、、的距离、、，则要验证的动量守恒关系式为______；若碰是弹性碰撞，实验还应满足的关系式为______。
三、综合题（共4题）
20．如图所示，光滑水平面上静置一滑板装置，质量为m1=16kg，其中AB段为光滑圆弧，半径R=0.4m，水平部分BC段粗糙，长度LBC=0.8m，CD段光滑，一轻质弹簧固定在滑板右端D处，弹簧处于自然长度时左端位于C点。质量m2=2kg的物块从A点由静止释放，物块与滑板BC段的动摩擦因数=0.1物块可视为质点，重力加速度g取10m/s2，求：
（1）当物块滑至B点时，m1和m2的速度v1和v2分别是多少？
（2）物块在滑板上运动过程中，某时刻弹簧具有最大的弹性势能，则该时刻弹簧具有的弹性势能为多少？（以弹簧原长时弹性势能为零参考）
（3）经过足够长时间，m1和m2达到稳定状态，则整个运动过程中，滑板m1的位移是多少？
21．如图所示，木块m2静止在高h=0.45 m的水平桌面的最右端，木块m1静止在距m2左侧s0=6.25 m处．现木块m1在水平拉力F作用下由静止开始沿水平桌面向右运动，与 m2碰前瞬间撤去F，m1和m2发生弹性正碰．碰后m2落在水平地面上，落点距桌面右端水平 距离s=l.2 m．已知m1=0.2 kg，m2=0.3 kg，m1与桌面的动摩擦因素为0.2．（两个木块都可以视为质点，g=10 m／s2）求：
（1）碰后瞬间m2的速度是多少？
（2）m1碰撞前后的速度分别是多少？
（3）水平拉力F的大小？
22．如图所示，半径为的光滑圆弧与半径为的光滑细圆管平滑连接并固定在竖直平面内。在光滑水平地面上紧靠细管口C处，有一长度为L=1.5m、质量为M=1.5kg的长木板，木板上表面正好与管口底部相切，处在同一水平线上，木板的左方有一足够长的台阶，其高度正好与木板相同。现将质量为的小物块静止于B处，质量为的小物块从光滑圆弧顶部的A处由静止释放，物块下滑至B处和发生碰撞粘合在一起形成一个整体物块（质点）。整体物块穿过半圆管底部C处，滑上静止的长木板使其从静止开始向左运动，当长木板的速度为2m/s时，长木板与台阶碰撞并立即被粘住，重力加速度，圆管粗细影响不计。求：
（1）物块和碰撞后的共同速度；
（2）整体物块滑到半圆管底部C处时对管道压力；
（3）若整体物块与长木板及台阶表面间的动摩擦因数均为，那么，整体物块在台阶表面上滑行的最大距离。
23．如图所示，有两个物体A、紧靠着放在光滑的水平面上，A的质量为，的质量为，有一颗质量为的子弹以的水平速度射入A，经过0.01s后又射入物体，最后停在中．若子弹对A的平均作用力大小为3×103N，求
（1）A、分离时A的速度；
（2）的最终速度大小
参考答案
1．C
2．A
3．C
4．C
5．C
6．A
7．D
8．D
9．D
10．D
11．D
12．B
13．A
14．C
15．C
16．向左 0.6
17．刻度尺、天平、铅垂线 两木块的质量m1、m2和两木块落地点分别到桌子两
侧边缘的水平距离s1、s2 m1s1＝m2s2
18．2 0.9 0.5 不变
19．大于 等于 A
m1OP=m1OM+m2ON m1OP2=m1OM2+m2ON2
20．（1），；（2）6.4J；（3）
21．（1）4m/s（2）5m/s ；-1m/s （3）0.8N
22．（1）；（2）压力为190N，方向竖直向下；（3）
23．（1）6m/s ；（2） 21.94m/s