1.3动量守恒定律 同步训练(word版含答案)

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名称 1.3动量守恒定律 同步训练(word版含答案)
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文件大小 329.8KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-03-02 17:04:39

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文档简介

1.3动量守恒定律
一、选择题(共14题)
1.关于冲量与动量的叙述正确的是( )
A.当力与速度夹角为0°时,该力对物体做功为零,对物体的冲量也为零
B.物体受到的合力的冲量越大,它的速度一定越大
C.当人从某高度跳到地面上时,曲腿是为了减小冲量
D.系统动量守恒也就是系统总动量变化量始终为零
2.如图所示,小车静止在光滑水平面上,AB是小车内半圆轨道的水平直径。现将一小球从距A点正上方h 高处由静止释放,小球由A点沿切线方向经半圆轨道后从B点冲出,在空中能上升的最大高度为 0.8h,不计空气阻力。下列说法正确的是(  )
A.小球离开小车后做斜上抛运动
B.在相互作用过程中,小球和小车组成的系统动量守恒
C.小球离开小车后做竖直上抛运动
D.小球第二次冲出轨道后在空中能上升的最大高度为0.5h<h<0.8h
3.选定一个系统作为研究对象,下列说法正确的是
A.若在某个过程里该系统机械能守恒,则此过程里该系统动量也一定守恒
B.若在某个过程里该系统中只有重力做功,则此过程里该系统动量守恒
C.若在某个过程里该系统不受外力,则此过程里该系统机械能一定守恒
D.若在某个过程里该系统所受的外力之和为零,则无论此过程里该系统机械能是否守恒,该系统动量一定守恒
4.如下图所示,在光滑的水平面上放置有两木块A和B,A的质量较大,现同时施加大小相等的恒力F使它们相向运动,然后又同时撤去外力F,A和B迎面相碰后合在一起,则A和B合在一起后的运动情况是
A.停止运动
B.因A的质量较大而向右运动
C.因B的速度较大而向左运动
D.运动方向不确定
5.如图所示,小车与木箱紧挨着静放在光滑的水平冰面上,现有一男孩站在小车上用力向右迅速推木箱,关于上述过程,下列说法中正确的是(  )
A.木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同
B.小车与木箱组成的系统动量守恒
C.男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒
D.男孩和木箱组成的系统动量守恒
6.一辆小车装一单摆,小车放在光滑的水平面上,如图所示.开始时将摆球拉至某一高度(小车和摆球都静止).当将摆球无初速释放后,做自由摆动时(  )
A.在摆动过程中,摆绳的拉力对摆球不做功
B.不计空气阻力,在摆动过程中,摆球的机械能守恒
C.在摆动过程中,地面对小车的弹力保持不变
D.小球摆至最高点时,小球相对小车的速度为零
7.如图所示,质量为M的滑块静止在光滑的水平地面上,滑块的光滑弧面底部与地面相切,一个质量为m的小球以速度v0向滑块滚来,小球不能越过滑块,则小球到达最高点时,小球和滑块的速度大小是(  )
A. B. C. D.
8.两个质量相同的小圆环A、B用细线相连,A穿在光滑的水平直杆上。A、B从如图所示的位置由静止开始运动在B摆到最低点的过程中(  )
A.B的机械能守恒 B.A、B组成的系统动量守恒
C.绳子拉力对B做正功 D.B摆到最低点时,A的速度最大
9.如图所示,质量的小铁块(可视为质点)放在长木板左端,长木板质量,静止在光滑水平面上,当给小铁块施加大小为、方向水平向右的瞬时冲量后,经过0.8s木板和小铁块达到共同速度。重力加速度取,则长木板与小铁块的共同速度大小和二者之间的动摩擦因数分别为(  )
A.0.8m/s 0.5 B.0.8m/s 0.25 C.1m/s 0.5 D.1m/s 0.25
10.下列关于动量、冲量的说法正确的是(  )
A.某一固定质量的物体若速度变化了,其动量不一定改变
B.只要系统内存在摩擦力,动量不可能守恒
C.小球在水平面上慢慢停下来的过程中,其重力对小球的冲量为零
D.物体所受合外力冲量越大,它的动量变化量就越大
11.木块a和b用一根轻弹簧连接起来,放在光滑水平面上,a紧靠在墙壁上,在b上施加向左的水平力F使弹簧压缩,如图所示。当撤去外力F后,对于a、b和轻弹簧组成的系统(  )
A.动量守恒,机械能守恒 B.动量守恒,机械能不守恒
C.动量不守恒,机械能守恒 D.动量不守恒,机械能不守恒
12.如图所示,在质量为M的小车中挂着一个单摆,摆球的质量为,小车(含单摆)以恒定的速度u沿光滑的水平面运动,与位于正对面的质量为m的静止木块发生碰撞,碰撞时间极短,在此碰撞进行的过程中过程中,下列说法可能正确的是( )
A.小车、木块、摆球的速度都发生变化,分别变为、、,满足:
B.摆球的速度不变,小车和木块的速度变为和,满足
C.摆球的速度不变,小车和木块的速度变为v,满足:
D.小车和摆球的速度都变为,木块的速度为,满足:
13.如图a所示,物块A、B间拴接一个压缩后被锁定的弹簧,整个系统静止放在光滑水平地面上,其中A物块最初与左侧固定的挡板相接触,B物块质量为2kg.现解除对弹簧的锁定,在A离开挡板后,B物块的v-t图如图b所示,则可知( )
A.在A离开挡板前,A、B系统动量守恒
B.在A离开挡板后,A、B与弹簧组成的系统机械能守恒
C.弹簧锁定时其弹性势能为9J
D.在A离开挡板后的运动过程,弹簧弹性势能最大时A、B速度相等
14.如图所示,在粗糙水平面上,用水平轻绳相连的两个相同的物体A、质量均为,在水平恒力作用下以速度做匀速运动。在时轻绳断开,A在作用下继续前进,则下列说法正确的是(  )
A.至时间内,A、的总动量不守恒
B.至时间内,A、的总动量不守恒
C.时,A的动量为
D.时,A的动量为
二、填空题
15.在光滑的水平面上有A、B两辆质量均为m的小车,保持静止状态,A车上站着一个质量为m/2的人,当人从A车跳到B车上,并与B车保持相对静止,则A车与B车速度大小之比等于________,A车与B车动量大小之比等于________.
16.在光滑水平桌面上停放着A、 B小车,其质量 两车中间有一根用细线缚住的被压缩弹簧,当烧断细线弹簧弹开时, A车的动量变化量和 B车的动量变化量之比为 ________。
17.易混易错辨题题组:系统动量守恒与机械能守恒都是有条件的,回答下面问题:如下图所示,弹簧的一端固定在竖直墙上,质量为的粗糙弧形槽静止在光滑水平面上,底部与水平面平滑连接,一个质量也为的小球从槽高处开始下滑,则
(1)小球沿粗糙的弧形轨道下滑过程,粗糙弧形槽和小球组成的系统:动量_____________机械能____________(填“守恒”或者“不守恒”)
(2)小球压缩弹簧至最短过程,小球和弹簧组成的系统:动量___________机械能____________(填“守恒”或者“不守恒”)
18.甲、乙两物体在光滑水平地面上沿一直线相向而行,甲质量为6kg,速度大小为8m/s,乙质量为4kg,速度大小为6m/s,它们的总动量大小为________kgm/s.两者碰撞后,甲沿原方向运动,速度大小为2m/s,则乙的速度大小为_______m/s.
三、综合题
19.如图所示,质量为小球2m的小球A和质量为m的小球B用等长的细线悬于O点.线长L重力加速度为g.若将A由图示位置静止释放,与B球发生弹性正碰,则碰后A、B球的速度各是多少
20.如图所示,水平光滑地面的右端与一半径R=0.2m的竖直半圆形光滑轨道相连,某时刻起质量m2=2kg的小球在水平恒力F的作用下由静止向左运动,经时间t=1s撤去力F,接着与质量m1=4kg以速度v1=5m/s向右运动的小球碰撞,碰后质量为m1的小球停下来,质量为m2的小球反向运动,然后与停在半圆形轨道底端A点的质量m3=1kg的小球碰撞,碰后两小球粘在一起沿半圆形轨道运动,离开B点后,落在离A点0.8m的位置,求恒力F的大小。(g取10m/s2)
21.如图所示,一质量为m的玩具蛙蹲在质量为M的小车的细杆上,小车放在光滑的水平面上,若车长为L,细杆高为h且位于小车的中央,
试问玩具蛙对地最小以多大的水平速度跳出才能落到地面上.
22.如图所示,光滑的水平地面上放着两个完全相同的长木板A和B,长木板的质量均为M,长度均为L,可视为质点的质量为m的物块C静止在木板A的左边缘,物块C与A、B间的动摩擦因数均为。现给物块C一瞬时向右的冲量I,求物块C恰好不滑离木板A时,瞬时冲量I的大小(已知重力加速度大小为g)。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【详解】
A.当力与速度夹角为0°时,该力对物体做功不为零,对物体的冲量也不为零,所以A错误;
B.物体受到的合力的冲量越大,合力可能越大,加速度也越大,如果物体做减速运动,速度减小,所以B错误;
C.当人从某高度跳到地面时,曲腿是为了减小冲力,但是冲量大小不变,是冲力作用的时间变大了,所以C错误;
D.系统动量守恒也就是系统总动量变化量始终为零,D正确。
故选D。
2.C
【详解】
AC. 小球与小车组成的系统在水平方向动量守恒,可知系统水平方向的总动量保持为零。小球由B点离开小车时系统水平方向动量为零,小球与小车水平方向速度为零,所以小球离开小车后做竖直上抛运动,故A错误C正确;
B. 小球与小车组成的系统在水平方向不受外力,竖直方向受重力,所以水平方向系统动量守恒,但系统动量不守恒,故B错误;
D. 小球第一次车中运动过程中,由动能定理得:
mg(h-0.8h)-Wf=0
Wf为小球克服摩擦力做功大小,解得:
Wf=0.2mgh
即小球第一次在车中滚动损失的机械能为0.2mgh,由于小球第二次在车中滚动时,对应位置处速度变小,因此小车给小球的弹力变小,摩擦力变小,摩擦力做功小于0.2mgh,机械能损失小于0.2mgh,因此小球再次离开小车时,能上升的高度大于
0.8h-0.2h=0.6h
故D错误。
故选C。
3.D
【详解】
若系统机械能守恒,只有重力或弹簧的弹力做功,但系统的合外力不一定为零,所以动量不一定守恒,故A错误;若在某个过程里该系统中只有重力做功,但是合外力不一定为零,则此过程里该系统动量不一定守恒,选项B错误;若在某个过程里该系统不受外力,则此过程里该系统机械能不一定守恒,如木块以水平速度冲上放在光滑水平面上的木板时,系统的合外力等于零,由于木块和木板间存在摩擦,产生内能,系统的机械能不守恒,故C错误;若在某个过程里该系统所受的外力之和为零,则无论此过程里该系统机械能是否守恒,该系统动量一定守恒,故D正确.故选D.
4.A
【详解】
设作用力F作用的时间为t,则A的末动量
pA=Ft
B的末动量
pB=-Ft
碰撞的过程中满足动量守恒定律,所以
(mA+mB)v=pA+pB=0
所以碰撞后它们合在一起,则停止运动。故A正确。
故选A。
5.C
【详解】
男孩、小车与木箱三者组成的系统,受合外力为零,则动量守恒;但是小车与木箱组成的系统动量不守恒;男孩和木箱组成的系统动量也不守恒;木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量等大反向,故ABD错误,C正确。
故选C。
6.D
【详解】
AB.由于车和球这个系统水平方向上动量守恒,所以当小球下摆时,车子也会随之反方向移动.根据动能定理可知
动能增加,绳对车的拉力对车做正功,系统机械能守恒,则摆绳的拉力对摆球做负功,摆球的机械能减少,AB错误;
C.因为在摆球摆动过程中,小车和摆球系统在竖直方向上存在加速度,且加速度发生变化,对整体在竖直方向上有
故在摆动过程中,地面对小车的弹力随加速度发生变化,C错误
D.由于车和球这个系统水平方向上动量守恒,所以当小球摆至最高点时,小球相对小车的速度为零,D正确。
故选D。
7.A
【详解】
小球沿滑块上滑的过程中,对小球和滑块组成的系统,水平方向不受外力,因而该系统在水平方向上动量守恒,小球到达最高点时和滑块具有相同的对地速度v(若速度不相同,必然相对滑块运动,此时一定不是最高点).由水平方向动量守恒得
所以
故选A。
8.D
【详解】
AC.在B摆到最低点的过程中,B减小得重力势能等于A、B增加的动能,则B的机械能减小,对B分析除重力外的力对B做负功,即绳子拉力对B做负功,故AC错误;
B.A、B组成的系统仅在水平方向上动量守恒,故B错误;
D.B从开始下摆到最低点过程,A向右做加速运动,B到达最低点后继续向左摆动过程中,A向右做减速运动,因此B到达最低点时A的速度最大,故D正确。
故选D。
9.D
【详解】
对小铁块由动量定理有
小铁块和木板在光滑水平面上动量守恒
联立解得木板与小铁块在共同运动时的速度大小
对木板由动量定理有
解得小铁块与长木板之间的动摩擦因数
故选D。
10.D
【详解】
A.由
可知某一固定质量的物体若速度变化了,其动量一定改变,故A错误;
B.只要系统内存在摩擦力,若摩擦力为系统内力,则动量守恒,故B错误;
C.由
可知小球在水平面上慢慢停下来的过程中,其重力对小球的冲量不为零,故C错误;
D.由
可知物体所受合外力冲量越大,它的动量变化量就越大,故D正确。
故选D。
11.C
【详解】
当撤去外力F后,a尚未离开墙壁前,系统受到墙壁的作用力,系统所受的外力之和不为零,由于墙壁等于a不做功,所以a、b和轻弹簧组成的系统的动量不守恒,a、b和轻弹簧组成的系统的机械能守恒;a离开墙壁后,系统所受的外力之和为0,所以a、 b和轻弹簧组成的系统的动量守恒,a离开墙壁后,a、b和轻弹簧组成的系统所受的外力之和为0,a、b的动能和弹簧的弹性势能之间相互转化,机械能守恒,故C正确,ABD错误。
故选D。
12.BC
【详解】
AD.因碰撞时间极短,所以单摆相对小车没有发生摆动,即摆线对球的作用力原来是竖直向上的,现在还是竖直向上的没有水平方向的分力,未改变小球的动量,即单摆没有参与碰撞,单摆的速度不发生变化,故AD错误;
BC.因为单摆的速度不变,所以研究对象选取小车和木块所构成的系统,若为弹性碰撞或碰后分离,水平方向动量守恒,由动量守恒定律得
由于题目中并没有提供在碰撞过程中的能量变化关系,所以也有可能小车和木块发生碰撞后以同一速度运动,即
故BC正确。
故选BC。
13.BCD
【详解】
A.在A离开挡板前,挡板对A有作用力,所以A、B系统所受合外力不为零,A、B系统动量不守恒,故A项不符合题意;
B.在A离开挡板后,只有弹簧弹力做功,A、B与弹簧组成的系统机械能守恒,故B项符合题意;
C.解除对弹簧的锁定后至A刚离开挡板的过程中,弹簧的弹性势能全部转化为B的动能,据机械能守恒定律,有:
故C项符合题意;
D.在A离开挡板后的运动过程,当弹簧弹性势能最大时,弹簧的长度达到极值,A、B速度相等,故D项符合题意.
14.BD
【详解】
A.设A、B所受的滑动摩擦力大小相等均为f,系统匀速运动时,有

轻绳断开后,对B,取向右为正方向,由动量定理得
联立得
即在B停止运动前,即在到时间内,A、B系统的合外力为零,总动量守恒,故A错误;
B.至时间内,B停止运动,A匀加速运动,系统的合外力不为零,则系统的动量不守恒,故B正确;
C.时,取向右为正方向,由系统动量守恒得
得A的动量
故C错误;
D.时,即物体B停止后又经过
对A由动量定理得
解得A的动量为
故D正确。
故选BD。
15. 3∶2 1∶1
【详解】
设人的质量为m/2,小车的质量均为m,人跳跃后A车的速度为v1,人与B车的速度为v2,根据题意知,人车组成的系统水平方向动量守恒.
有题意有:P0=0
人跳跃后的总动量
由动量守恒得,A车与B车速度大小之比等于3:2,A车与B车动量大小之比等于1:1.
16.1∶1
【详解】
桌面光滑,两车组成的系统所受合外力为零,系统动量守恒,以A的速度方向为正方向,由动量守恒定律得
动量变化量大小之比
17. (1) 不守恒 不守恒 (2)不守恒 守恒
【详解】
(1)小球沿粗糙的弧形轨道下滑过程,粗糙弧形槽和小球组成的系统水平方向不受外力,则水平方向动量守恒,但是总的动量不守恒;由于是粗糙的弧形轨道,则有阻力做功,机械能不守恒;
(2)小球压缩弹簧至最短过程,小球和弹簧组成的系统由于受到墙壁的水平向左的作用力,则动量不守恒;由于只有弹力做功,故机械能守恒;
18. 24 3
【详解】
取甲物体的速度方向为正方向,甲乙的总动量大小为P=m甲v甲-m乙v乙=6×8-4×6=24(kgm/s).
根据动量守恒得P=m甲v甲′+m乙v乙′,解得,v乙′=3m/s
19. ;
【详解】
A球到达最低点时,由动能定理得:

解得:
A与B发生弹性碰撞,根据动量守恒有:
根据能量守恒有:
联立解得:
20.8N
【详解】
质量分别为m2、m3的两小球离开B点后做平抛运动,设平抛运动的初速度为vB,则

解得
设质量分别为m2、m3的两小球碰后的速度为v3,根据机械能守恒定律有
解得
v3=4m/s
设质量分别为m2、m3的两小球碰前质量为m2的小球的速度为v2,由动量守恒定律得
m2v2=(m2+m3)v3
解得
v2=6m/s
设质量分别为m1、m2的两小球碰前质量为m2的小球的速度为v0,由动量守恒定律得
m1v1-m2v0=m2v2
解得
v0=4m/s
对质量为m2的小球,由动量定理得
Ft=m2v0
解得
F=8N
21.
【详解】
试题分析:车与蛙系统动量守恒,蛙跳出后做平抛运动,应用动量守恒定律与平抛运动规律求出速度.
车与蛙组成的系统动量守恒,以蛙的速度方向为正方向,
由动量守恒定律得:mv-Mv′=0,
蛙做平抛运动,水平方向:x=vt,
竖直方向:
车做匀速运动:x′=v′t,
蛙落到桌面上需要满足:,
解得:
22.
【详解】
对于木块C,根据动量定理
A、B、C三者组成的系统水平方向动量守恒,有
根据动能和动量关系
再由能量守恒定律可得
联立可得
答案第1页,共2页