2022春物理人教(2019)选择性第一册第1章:动量守恒定律练习有答案
第1章:动量守恒定律
一、选择题。
1、高空坠物极易对行人造成伤害.若一个1 kg的砖块从一居民楼的8层坠下,与地面的撞击时间约为10 ms,则该砖块对地面产生的冲击力约为( )
A.20 N B.2×102 N C.2×103 N D.2×104 N
2、对于竖直向上抛出的物体,下面关于物体在上升阶段的动量和动量的变化量的说法中,哪个是正确的( )
A.物体的动量方向向上,动量变化量的方向也向上
B.物体的动量方向向上,动量变化量的方向向下
C.物体的动量方向向下,动量变化量的方向向上
D.物体的动量方向向下,动量变化量的方向也向下
3、一个质量为2 kg的装砂小车,沿光滑水平轨道运动,速度为3 m/s,一个质量为1 kg的球从0.2 m高处自由落下,恰落入小车的砂中,此后小车的速度为( )
A.3 m/s B.2 m/s C.2.7 m/s D.0
4、在一条直线上相向运动的甲、乙两个小球,它们的动能相等,已知甲球的质量大于乙球的质量,它们正碰后可能发生的情况是( )
A.甲、乙两球都沿乙球的运动方向
B.甲球反向运动,乙球停下
C.甲、乙两球都反向运动
D.甲、乙两球都反向运动,且动能仍相等
5、一个同学在地面上立定跳远的最好成绩是s.假设他站在车的A端,如图所示,想要跳到距离为l远的站台上,不计车与地面的摩擦阻力,则( )
A.只要lB.只要lC.只要l=s,他一定能跳上站台
D.只要l=s,他就有可能跳上站台
6、如图所示,某人站在一辆平板车的右端,车静止在光滑的水平地面上,现人用铁锤连续敲击车的右端.下列对平板车的运动情况描述正确的是( )
A.锤子抡起的过程中,车向右运动
B.锤子下落的过程中,车向左运动
C.锤子抡至最高点时,车速度为0
D.锤子敲击车瞬间,车向左运动
7、质量为0.5 kg的物体,运动速度为3 m/s,它在一个变力作用下速度变为7 m/s,方向和原来方向相反,则这段时间内动量的变化量为( )
A.5 kg·m/s,方向与原运动方向相反
B.5 kg·m/s,方向与原运动方向相同
C.2 kg·m/s,方向与原运动方向相反
D.2 kg·m/s,方向与原运动方向相同
8、质量为5 kg的小球以5 m/s的速度竖直落到地板上,随后以3 m/s速度反向弹回.若取竖直向下的方向为正方向,则小球动量的变化为( )
A.10 kg·m/s B.-10 kg·m/s
C.40 kg·m/s D.-40 kg·m/s
9、如图所示,一个木箱原来静止在光滑水平面上,木箱内粗糙的底板上放着一个小木块.木箱和小木块都具有一定的质量.现使木箱获得一个向右的初速度v0,则( )
A.小木块和木箱最终都将静止
B.小木块最终将相对木箱静止,二者一起向右运动
C.小木块与木箱内壁将始终来回往复碰撞,而木箱一直向右运动
D.如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止,则二者将一起向左运动
10、在光滑的水平面上有A、B两球,其质量分别为mA、mB,两球在t0时刻发生正碰,并且在碰撞过程中无机械能损失,两球在碰撞前后的速度—时间图像如图所示,下列关系式正确的是( )
A.mA>mB B.mA11、如图所示,滑槽M1与滑块M2紧靠在一起,静止于光滑的水平面上.小球m从M1的右上方无初速度地下滑,当m滑到M1左方最高处时,M1将( )
A.静止 B.向左运动 C.向右运动 D.无法确定
12、如图所示,篮球运动员接传来的篮球时,通常要先伸出两臂迎接,手接触到球后,两臂随球迅速引至胸前,这样做可以( )
A.减小球的动量的变化量
B.减小球对手作用力的冲量
C.减小球的动量变化率
D.延长接球过程的时间来减小动量的变化量
二、填空含实验题。
13、(实验)(双选)某同学用如图甲所示的装置来探究碰撞中的守恒量,图中PQ是斜槽,QR为水平槽,图乙是多次实验中某球落到位于水平地面记录纸上得到的10个落点痕迹,有关该实验的一些说法,不正确的有( )
A.入射球和被碰球必须是弹性好的,且要求两球的质量相等,大小相同
B.被碰球静止放在槽口,入射球必须每次从轨道的同一位置由静止释放
C.小球碰撞前后的速度不易测量,所以通过测量小球“平抛运动的射程”间接地解决
D.由图乙可测出碰撞后某球的水平射程为58.5 cm(或取58.2~58.8 cm之间某值)
14、某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒的实验:在小车甲的前端粘有橡皮泥,推动小车甲使之做匀速直线运动.然后与原来静止在前方的小车乙相碰并粘合成一体,而后两车继续做匀速直线运动,他设计的具体装置如图1所示.在小车甲后连着纸带,打点计时器打点频率为50 Hz,长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力.
图1
(1)若已得到打点纸带如图2所示,并测得各计数点间距并标在图上,A为运动起始的第一点,则应选 段计算小车甲的碰前速度,应选 段来计算小车甲和乙碰后的共同速度.(以上两空选填“AB”“BC”“CD”或“DE”)
图2
(2)已测得小车甲的质量m甲=0.40 kg,小车乙的质量m乙=0.20 kg,由以上测量结果可得:碰前m甲v甲+m乙v乙= kg·m/s;碰后m甲v′甲+m乙v′乙= kg·m/s.
(3)通过计算得出的结论是什么?
三、计算类解答题。
15、如图所示,用0.5 kg的铁锤竖直把钉子钉进木头里,打击时铁锤的速度为4.0 m/s.如果打击后铁锤的速度变为0,打击的作用时间是0.01 s,那么:
(1)不计铁锤受的重力,铁锤钉钉子时,钉子受到的平均作用力是多少?
(2)考虑铁锤受的重力,铁锤钉钉子时,钉子受到的平均作用力又是多少?(g取10 m/s2)
16、如图所示,甲车质量m1=20 kg,车上有质量M=50 kg的人,甲车(连同车上的人)从足够长,高h=0.45 m的斜坡上由静止滑下,到水平面上后继续向前滑动.此时质量m2=50 kg的乙车正以v0=1.8 m/s的速度迎面滑来,为了避免两车相撞,当两车相距适当距离时,人从甲车跳到乙车上,求人跳出甲车的水平速度v(相对地面)应在什么范围以内?不计地面和斜坡的摩擦,g取10 m/s2.
17、如图所示,光滑轨道的下端离地0.8 m,质量为m的A球从轨道上端无初速释放,到下端时与质量也为m的B球正碰,B球碰后做平抛运动,落地点与抛出点的水平距离为0.8 m,求A球释放的高度h可能值的范围.
2022春物理人教(2019)选择性第一册第1章:动量守恒定律练习有答案
第1章:动量守恒定律
一、选择题。
1、高空坠物极易对行人造成伤害.若一个1 kg的砖块从一居民楼的8层坠下,与地面的撞击时间约为10 ms,则该砖块对地面产生的冲击力约为( )
A.20 N B.2×102 N C.2×103 N D.2×104 N
【答案】C
2、对于竖直向上抛出的物体,下面关于物体在上升阶段的动量和动量的变化量的说法中,哪个是正确的( )
A.物体的动量方向向上,动量变化量的方向也向上
B.物体的动量方向向上,动量变化量的方向向下
C.物体的动量方向向下,动量变化量的方向向上
D.物体的动量方向向下,动量变化量的方向也向下
【答案】B
3、一个质量为2 kg的装砂小车,沿光滑水平轨道运动,速度为3 m/s,一个质量为1 kg的球从0.2 m高处自由落下,恰落入小车的砂中,此后小车的速度为( )
A.3 m/s B.2 m/s C.2.7 m/s D.0
【答案】B
4、在一条直线上相向运动的甲、乙两个小球,它们的动能相等,已知甲球的质量大于乙球的质量,它们正碰后可能发生的情况是( )
A.甲、乙两球都沿乙球的运动方向
B.甲球反向运动,乙球停下
C.甲、乙两球都反向运动
D.甲、乙两球都反向运动,且动能仍相等
【答案】C
5、一个同学在地面上立定跳远的最好成绩是s.假设他站在车的A端,如图所示,想要跳到距离为l远的站台上,不计车与地面的摩擦阻力,则( )
A.只要lB.只要lC.只要l=s,他一定能跳上站台
D.只要l=s,他就有可能跳上站台
【答案】B
6、如图所示,某人站在一辆平板车的右端,车静止在光滑的水平地面上,现人用铁锤连续敲击车的右端.下列对平板车的运动情况描述正确的是( )
A.锤子抡起的过程中,车向右运动
B.锤子下落的过程中,车向左运动
C.锤子抡至最高点时,车速度为0
D.锤子敲击车瞬间,车向左运动
【答案】C
7、质量为0.5 kg的物体,运动速度为3 m/s,它在一个变力作用下速度变为7 m/s,方向和原来方向相反,则这段时间内动量的变化量为( )
A.5 kg·m/s,方向与原运动方向相反
B.5 kg·m/s,方向与原运动方向相同
C.2 kg·m/s,方向与原运动方向相反
D.2 kg·m/s,方向与原运动方向相同
【答案】A
8、质量为5 kg的小球以5 m/s的速度竖直落到地板上,随后以3 m/s速度反向弹回.若取竖直向下的方向为正方向,则小球动量的变化为( )
A.10 kg·m/s B.-10 kg·m/s
C.40 kg·m/s D.-40 kg·m/s
【答案】D
9、如图所示,一个木箱原来静止在光滑水平面上,木箱内粗糙的底板上放着一个小木块.木箱和小木块都具有一定的质量.现使木箱获得一个向右的初速度v0,则( )
A.小木块和木箱最终都将静止
B.小木块最终将相对木箱静止,二者一起向右运动
C.小木块与木箱内壁将始终来回往复碰撞,而木箱一直向右运动
D.如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止,则二者将一起向左运动
【答案】B
10、在光滑的水平面上有A、B两球,其质量分别为mA、mB,两球在t0时刻发生正碰,并且在碰撞过程中无机械能损失,两球在碰撞前后的速度—时间图像如图所示,下列关系式正确的是( )
A.mA>mB B.mA【答案】B
11、如图所示,滑槽M1与滑块M2紧靠在一起,静止于光滑的水平面上.小球m从M1的右上方无初速度地下滑,当m滑到M1左方最高处时,M1将( )
A.静止 B.向左运动 C.向右运动 D.无法确定
【答案】B
12、如图所示,篮球运动员接传来的篮球时,通常要先伸出两臂迎接,手接触到球后,两臂随球迅速引至胸前,这样做可以( )
A.减小球的动量的变化量
B.减小球对手作用力的冲量
C.减小球的动量变化率
D.延长接球过程的时间来减小动量的变化量
【答案】C
二、填空含实验题。
13、(实验)(双选)某同学用如图甲所示的装置来探究碰撞中的守恒量,图中PQ是斜槽,QR为水平槽,图乙是多次实验中某球落到位于水平地面记录纸上得到的10个落点痕迹,有关该实验的一些说法,不正确的有( )
A.入射球和被碰球必须是弹性好的,且要求两球的质量相等,大小相同
B.被碰球静止放在槽口,入射球必须每次从轨道的同一位置由静止释放
C.小球碰撞前后的速度不易测量,所以通过测量小球“平抛运动的射程”间接地解决
D.由图乙可测出碰撞后某球的水平射程为58.5 cm(或取58.2~58.8 cm之间某值)
【答案】AD
14、某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒的实验:在小车甲的前端粘有橡皮泥,推动小车甲使之做匀速直线运动.然后与原来静止在前方的小车乙相碰并粘合成一体,而后两车继续做匀速直线运动,他设计的具体装置如图1所示.在小车甲后连着纸带,打点计时器打点频率为50 Hz,长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力.
图1
(1)若已得到打点纸带如图2所示,并测得各计数点间距并标在图上,A为运动起始的第一点,则应选 段计算小车甲的碰前速度,应选 段来计算小车甲和乙碰后的共同速度.(以上两空选填“AB”“BC”“CD”或“DE”)
图2
(2)已测得小车甲的质量m甲=0.40 kg,小车乙的质量m乙=0.20 kg,由以上测量结果可得:碰前m甲v甲+m乙v乙= kg·m/s;碰后m甲v′甲+m乙v′乙= kg·m/s.
(3)通过计算得出的结论是什么?
【答案】(1)BC DE (2)0.420 0.417
(3)在误差允许范围内,碰撞前后两个小车的mv之和是相等的.
【解析】(1)观察打点计时器打出的纸带,点迹均匀的阶段BC应为小车甲与乙碰前的阶段,CD段点迹不均匀,故CD应为碰撞阶段,甲、乙碰撞后一起匀速直线运动,打出间距均匀的点,故应选DE段计算碰后共同的速度.
(2)v甲==1.05 m/s,v2=0,m甲v甲+m乙v乙=0.420 kg·m/s,
碰后v′甲=v′乙==0.695 m/s,
m甲v′甲+m乙v′乙=0.60×0.695 kg·m/s=0.417 kg·m/s.
(3)在误差允许范围内,碰撞前后两个小车的mv之和是相等的.
三、计算类解答题。
15、如图所示,用0.5 kg的铁锤竖直把钉子钉进木头里,打击时铁锤的速度为4.0 m/s.如果打击后铁锤的速度变为0,打击的作用时间是0.01 s,那么:
(1)不计铁锤受的重力,铁锤钉钉子时,钉子受到的平均作用力是多少?
(2)考虑铁锤受的重力,铁锤钉钉子时,钉子受到的平均作用力又是多少?(g取10 m/s2)
【答案】(1)200 N,方向竖直向下 (2)205 N,方向竖直向下
【解析】(1)以铁锤为研究对象,不计重力时,只受钉子的作用力,方向竖直向上,设为F1,取竖直向上为正,由动量定理可得F1t=0-mv
所以F1=- N=200 N,方向竖直向上.
由牛顿第三定律知,钉子受到的平均作用力为200 N,方向竖直向下.
(2)若考虑重力,设此时铁锤受钉子的作用力为F2,对铁锤应用动量定理,取竖直向上为正.
(F2-mg)t=0-mv
F2=- N+0.5×10 N=205 N,方向竖直向上.
由牛顿第三定律知,钉子受到的平均作用力为205 N,方向竖直向下.
16、如图所示,甲车质量m1=20 kg,车上有质量M=50 kg的人,甲车(连同车上的人)从足够长,高h=0.45 m的斜坡上由静止滑下,到水平面上后继续向前滑动.此时质量m2=50 kg的乙车正以v0=1.8 m/s的速度迎面滑来,为了避免两车相撞,当两车相距适当距离时,人从甲车跳到乙车上,求人跳出甲车的水平速度v(相对地面)应在什么范围以内?不计地面和斜坡的摩擦,g取10 m/s2.
【答案】3.8 m/s≤v≤4.8 m/s。
【解析】设甲车(包括人)滑下斜坡后速度为v1,由机械能守恒定律得(m1+M)gh=(M+m1)v
在人跳离甲车和人跳上乙车过程中各自系统动量守恒,设人跳离甲车和跳上乙车后,两车的速度分别为v′1和v′2,由动量守恒定律得:人跳离甲车时:(m1+M)v1=Mv+m1v′1,
人跳上乙车时:Mv-m2v0=(M+m2)v′2,
两车不可能再发生碰撞的临界条件是:v′1=±v′2,
当v′1=v′2时,解得:v=3.8 m/s,
当v′1=-v′2时,解得:v=4.8 m/s,
故v的取值范围为:3.8 m/s≤v≤4.8 m/s。
17、如图所示,光滑轨道的下端离地0.8 m,质量为m的A球从轨道上端无初速释放,到下端时与质量也为m的B球正碰,B球碰后做平抛运动,落地点与抛出点的水平距离为0.8 m,求A球释放的高度h可能值的范围.
【答案】0.2 m≤h≤0.8 m
【解析】B球做平抛运动,有x=v′Bt,y=gt2
得v′B==x =0.8× m/s=2 m/s
A球和B球在碰撞中若无能量损失,发生弹性碰撞
v′A=0,
由动量守恒定律,有mvA1=mv′B,vA1=v′B=2 m/s
由机械能守恒定律,有mgh1=mv
h1== m=0.2 m
A球和B球在碰撞中若能量损失最大,发生完全非弹性碰撞,则v′A=v′B,
由动量守恒定律,有
mvA2=(m+m)v′B,vA2=2v′B=2×2 m/s=4 m/s
根据机械能守恒定律,有mgh2=mv
h2== m=0.8 m
所以A球的释放高度为0.2 m≤h≤0.8 m。