第一章 动量守恒定理阶段性检测卷
一、单项选择题
1.科学家试图模拟宇宙大爆炸初的情境,他们使两个带正电的不同重离子被加速后,沿同一条直线相向运动而发生猛烈碰撞。为了使碰撞前的动能尽可能多地转化为内能,关键是设法使这两个重离子在碰撞前的瞬间具有相同大小的( )
A.速率 B.质量
C.动量 D.动能
2.最近,我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功,这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展.若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s,产生的推力约为4.8×106 N,则它在1 s时间内喷射的气体质量约为( )
A.1.6×102 kg B.1.6×103 kg C.1.6×105 kg D.1.6×106 kg
3.质量为m的人,原来静止在乙船上,甲、乙两船质量均为M,开始时都静止,人先跳到甲船,立即再跳回乙船,这时两船速度之比为v甲:v乙等于( )
A.1:1 B.m:M C.(m+M):M D.m:(M+m)
4.我国发射的“神舟十一号”飞船与“天宫二号”空间站实现了完美对接假设“神舟十一号”飞船到达对接点附近时对地的速度为v,此时的质量为m;欲使飞船追上“天宫二号”实现对接,飞船需加速到,飞船发动机点火,将质量为的燃气一次性向后喷出,燃气对地向后的速度大小为,不考虑飞船加速过程中的变轨,则在这个过程中,下列各表达式正确的是( )
A.
B.
C.
D.
5.行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞,车内安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零,关于安全气囊在此过程中的作用,下列说法正确的是( )
A.增加了碰撞过程的动量变化率
B.增加了司机单位面积的受力大小
C.减少了碰撞前后司机动量的变化量
D.延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积
6.如图所示,质量m=60kg的人,站在质量M=240kg的车的一端,车长L=3m,均相对于水平地面静止,车与地面间的摩擦可以忽略不计,人由车的一端走到另一端的过程中,( )
A.人对车的冲量大小大于车对人的冲量大小
B.车后退0.5m
C.即使人与车之间存在摩擦力,人与车组成的系统在水平方向仍然动量守恒
D.人的速率最大时,车的速率最小
7.水平面上一质量为m的物体,在水平推力F的作用下由静止开始运动。 经时间2△t,撤去F,又经过3△t,物体停止运动,则该物体与水平面之间的动摩擦因数为( )
A. B. C. D.
二、多项选择题
8.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两球的动量均为6kg m/s,运动中两球发生碰撞,碰撞后A球的动量增量为﹣4kg m/s,则( )
A.左方是A球
B.右方是A球
C.碰撞后A、B两球速度大小之比为2:5
D.碰撞后A、B两球速度大小之比为1:10
9.在光滑水平面上,质量为m、速度大小为v的A球跟质量为的静止的B球发生碰撞,碰撞可能是弹性的,也可能是非弹性的,碰撞后B球的速度大小可能为( )
A. B. C. D.
三、填空题
10.冰球运动员甲的质量为。当他以的速度向前运动时,与另一质量为、速度大小为的迎面而来的运动员乙相撞。碰后甲恰好静止。假设碰撞时间极短,则碰后乙的速度的大小为__________m/s;甲、乙碰撞过程中总机械能的损失__________J。
11.如图所示,光滑水平面上有质量分别为m1=1kg、m2=2kg的两个物体,其中m2左侧固定一轻质弹簧,m1以v0=9m/s的速度向右运动,通过压缩弹簧与原来静止的m2发生相互作用,则弹簧被压缩到最短时m2的速度为v=___m/s,此时弹簧存储的弹性势能为____J。
12.如图所示,在实验室用两端带竖直挡板C、D的气垫导轨和带固定挡板的质量都是M的滑块A、B,做“探究碰撞中的不变量”的实验:
(1)把两滑块A和B紧贴在一起,在滑块A上放质量为m的砝码,置于导轨上,用电动卡销卡住两滑块A和B,在两滑块A和B的固定挡板间放一弹簧,使弹簧处于水平方向上的压缩状态.
(2)按下电钮使电动卡销放开,同时启动两个记录两滑块运动时间的电子计时器,当两滑块A和B与挡板C和D碰撞同时,电子计时器自动停表,记下滑块A运动至挡板C的时间t1,滑块B运动至挡板D的时间t2.
(3)重复几次取t1、t2的平均值.
请回答以下几个问题:
(1)在调整气垫导轨时应注意_______________________________________;
(2)应测量的数据还有______________________________________;
(3)作用前A、B两滑块的速度与质量乘积之和为______________,作用后A、B两滑块的速度与质量乘积之和为________________.(用测量的物理量符号和已知的物理量符号表示)
四、解答题
13.如图,质量为的长木板静止在光滑的水平地面上,现有一质量也为的滑块以的速度滑上长木板的左端,小滑块与长木板间的动摩擦因数,小滑块刚好没有滑离长木板,求:
(1)小滑块的最终速度
(2)在整个过程中,系统产生的热量
14.光滑水平面上放着质量,mA=1kg 的物块 A 与质量 mB=2kg 的物块 B,A 与 B 均可视为 质点,A 靠在竖直墙壁上,A、B 间夹一个被压缩的轻弹簧(弹簧与 A、B 均不拴接),用手挡住B不动, 此时弹簧弹性势能 EP=49J.在A、B 间系一轻质细绳,细绳长度大于弹簧的自然长度,如图所示.放手后 B 向右运动,绳在短暂时间内被拉断,之后 B 冲上与水平面相切的竖直半圆光滑轨道,其半径 R=0.5m, B恰能到达最高点 C.g=10m/s2,求
(1)绳拉断后物块 B 到达半圆轨道最低点的速度大小;
(2)绳拉断过程绳对 B 的冲量 I 的大小;
(3)绳拉断过程中系统损失的机械能大小.
参考答案
1.C 2.B 3.C 4.C 5.D 6.C 7.C 8.AC 9.AB
10.1 1400
11.3 27
12.使气垫导轨水平 滑块A至挡板C的距离L1、滑块B至挡板D的距离L2 0 或
13.(1);(2)Q=0.072J
【解析】
(1)因为在光滑的水平面,小滑块与长木板组成的系统不受外力,所以系统动量守恒,规定向右为正方向,由动量守恒定律得
解得最终速度为
(2)由于小滑块与长木板组成的系统能量守恒定律,所以通过守恒定律可得
代入数据解得热量为Q=0.072J
14.(1)5m/s;(2)4N s;(3)16J.
【解析】
(1)设B到达C点的速率为vC,根据B恰能到达最高点C有mBg=mB
B由最低点运动到最高点C这一过程应用动能定理-2mBgR=mBvc2-mBvB2
解得vB=5m/s
(2)设弹簧恢复到自然长度时B的速率为v1,取向右为正方向,弹簧的弹性势能转化给B的动能
Ep=mBv12
根据动量定理有I=mBvB-mBv1
解得I=-4 N s
其大小为4N s
(3)绳子刚拉断瞬时,A已经离开墙壁,则由动量守恒
解得vA=4m/s
绳拉断过程中系统损失的机械能大小答案第1页,共2页