第十三章第1講動量守恒定律及其應(yīng)用

1、第十三章 動量守恒定律 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu)與原子核第1講動量守恒定律及其應(yīng)用1. 物體的動量變化量的大小為5 kgm/s，這說明()A物體的動量在減小B物體的動量在增大C物體的動量大小也可能不變D物體的動量大小一定變化解析動量是矢量，動量變化了5 kgm/s，物體動量的大小可以在增大，也可以在減小，還可能不變?nèi)粑矬w以大小5 kgm/s的動量做勻速圓周運(yùn)動時，物體的動量大小保持不變，當(dāng)末動量方向與初動量方向間的夾角為60時，物體的動量變化量的大小為5 kgm/s.故C正確答案C2一炮艇總質(zhì)量為M，以速度v0勻速行駛，從艇上以相對海岸的水平速度v沿前進(jìn)方向射出一質(zhì)量為m的炮彈，發(fā)射炮彈后艇的速度

2、為v，若不計(jì)水的阻力，則下列各關(guān)系式中正確的是()AMv0(Mm)vmvBMv0(Mm)vm(vv0)CMv0(Mm)vm(vv)DMv0Mvmv解析動量守恒定律中的速度都是相對于同一參考系的，題目中所給炮彈的速度v是相對于河岸的，即相對于地面的，所以有：Mv0(Mm)vmv，故選項(xiàng)A正確，其他選項(xiàng)錯誤答案A3 如圖1所示，一個木箱原來靜止在光滑水平面上，木箱內(nèi)粗糙的底板上放著一個小木塊木箱和小木塊都具有一定的質(zhì)量現(xiàn)使木箱獲得一個向右的初速度v0，則()圖1A小木塊和木箱最終都將靜止B小木塊最終將相對木箱靜止，二者一起向右運(yùn)動C小木塊在木箱內(nèi)壁將始終來回往復(fù)碰撞，而木箱一直向右運(yùn)動D如果小木塊

3、與木箱的左壁碰撞后相對木箱靜止，則二者將一起向左運(yùn)動解析系統(tǒng)不受外力，系統(tǒng)動量守恒，最終兩個物體以相同的速度一起向右運(yùn)動，B正確答案B4一顆子彈水平射入置于光滑水平面上的木塊A并留在其中，A、B用一根彈性良好的輕質(zhì)彈簧連在一起，如圖所示則在子彈打擊木塊A及彈簧被壓縮的過程中，對子彈、兩木塊和彈簧組成的系統(tǒng)()圖2A動量守恒，機(jī)械能守恒B動量不守恒，機(jī)械能守恒C動量守恒，機(jī)械能不守恒D無法判定動量、機(jī)械能是否守恒解析：動量守恒的條件是系統(tǒng)不受外力或所受外力之和為零，本題中子彈、木塊、彈簧組成的系統(tǒng)，水平方向上不受外力，豎直方向上受合外力之和為零，所以動量守恒機(jī)械能守恒的條件是系統(tǒng)除重力、彈力做功

4、外，其他力對系統(tǒng)不做功，本題中子彈穿入木塊瞬間有部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能(發(fā)熱)，所以系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒故C選項(xiàng)正確A、B、D錯誤答案：C5a、b兩個小球在一直線上發(fā)生碰撞，它們在碰撞前后的st圖象如圖3所示若a球的質(zhì)量ma1 kg，則b球的質(zhì)量mb等于多少？圖3解析由圖知va4 m/s，va1 m/s，vb0，vb2 m/s，根據(jù)動量守恒定律有mavamavambvb，解得mb2.5 kg.答案2.5 kg6光滑水平面有兩個物塊A、B在同一直線上相向運(yùn)動，A的速度為4 m/s，質(zhì)量為2 kg，B的速度為2 m/s，二者碰后粘在一起沿A原來的方向運(yùn)動，且速度大小變?yōu)? m/s.求：(1)B的質(zhì)量；

5、(2)這一過程產(chǎn)生的內(nèi)能解析(1)設(shè)A、B兩物塊的質(zhì)量分別為mA、mB，碰前速度為vA、vB，碰后共同速度為v，以A物塊的運(yùn)動方向?yàn)檎较?，由碰撞過程動量守恒有：mAvAmBvB(mAmB)v，則mB mA2 kg2 kg.(2)碰撞過程產(chǎn)生的內(nèi)能為QEkmAvmBv(mAmB)v2242 J222 J(22)12 J18 J.答案(1)2 kg(2)18 J7如圖5所示，質(zhì)量m10.3 kg的小車靜止在光滑的水平面上，車長L1.5 m，現(xiàn)有質(zhì)量m20.2 kg可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊，以水平向右的速度v0從左端滑上小車物塊與小車上表面間的動摩擦因數(shù)0.5，取g10 m/s2.要使物塊不從小車右端滑出

6、，物塊滑上小車左端的速度v0不超過多少？圖5解析要使物塊恰好不從小車上滑出，需滿足物塊到小車右端時與小車有共同的速度v，則m2v0(m1m2)v，由功能關(guān)系有m2v(m1m2)v2m2gL，代入數(shù)據(jù)解得v05 m/s，故要使物塊不從小車右端滑出，物塊滑上小車的速度v0不能超過5 m/s.答案5 m/s8質(zhì)量為M、內(nèi)壁間距為L的箱子靜止于光滑的水平面上，箱子中間有一質(zhì)量為m的小物塊，小物塊與箱子底板間的動摩擦因數(shù)為.初始時小物塊停在箱子正中間如圖6所示現(xiàn)給小物塊一水平向右的初速度v，小物塊與箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中間，并與箱子保持相對靜止設(shè)碰撞都是彈性的，則整個過程中，系統(tǒng)損失的動能為()

7、圖6A.mv2 B.v2C.NmgL DNmgL解析 小物塊與箱子作用過程中滿足動量守恒，小物塊最后恰好又回到箱子正中間二者相對靜止，即為共速，設(shè)速度為 v1，mv(mM)v1，系統(tǒng)損失動能Ekmv2(Mm)v，A錯誤、B正確；由于碰撞為彈性碰撞，故碰撞時不損失能量，系統(tǒng)損失的動能等于系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量，即EkQNmgL，C錯誤，D正確答案 BD9氣墊導(dǎo)軌上有A、B兩個滑塊，開始時兩個滑塊靜止，它們之間有一根被壓縮的輕質(zhì)彈簧，滑塊間用繩子連接(如圖7甲所示)，繩子燒斷后，兩個滑塊向相反方向運(yùn)動，圖乙為它們運(yùn)動過程的頻閃照片，頻閃的頻率為10 Hz，由圖可知：圖7(1)A、B離開彈簧后，應(yīng)該做_運(yùn)動

8、，已知滑塊A、B的質(zhì)量分別為200 g、300 g，根據(jù)照片記錄的信息，從圖中可以看出閃光照片有明顯與事實(shí)不相符合的地方是_(2)若不計(jì)此失誤，分開后，A的動量大小為_ kgm/s，B的動量的大小為_ kgm/s，本實(shí)驗(yàn)中得出“在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，兩滑塊組成的系統(tǒng)動量守恒”這一結(jié)論的依據(jù)是_解析(1)A、B離開彈簧后因水平方向不再受外力作用，所以均做勻速直線運(yùn)動，在離開彈簧前A、B均做加速運(yùn)動，A、B兩滑塊的第一個間隔應(yīng)該比后面勻速時相鄰間隔的長度小(2)周期T0.1 s，v，由題圖知A、B勻速時速度分別為vA0.09 m/s，vB0.06 m/s，分開后A、B的動量大小均為p0.018 k

9、gm/s，方向相反，滿足動量守恒，系統(tǒng)的總動量為0.答案(1)勻速直線A、B兩滑塊的第一個間隔(2)0.0180.018A、B兩滑塊作用前后總動量相等，均為010如圖8所示，一輛質(zhì)量M3 kg的小車A靜止在光滑的水平面上，小車上有一質(zhì)量m1 kg的光滑小球B，將一輕質(zhì)彈簧壓縮并鎖定，此時彈簧的彈性勢能為Ep6 J，小球與小車右壁距離為L，解除鎖定，小球脫離彈簧后與小車右壁的油灰阻擋層碰撞并被粘住，求：圖8(1)小球脫離彈簧時小球和小車各自的速度大??；(2)在整個過程中，小車移動的距離解析(1)水平面光滑，由小車、彈簧和小球組成的系統(tǒng)在從彈簧解鎖到小球脫離彈簧的過程中，滿足動量守恒和能量守恒，即

10、：mv1Mv20，mvMvEp，聯(lián)立兩式并代入數(shù)據(jù)解得：v13 m/s，v21 m/s.(2)在整個過程中，系統(tǒng)動量守恒，所以有mM，x1x2L，解得：x2.答案(1)3 m/s1 m/s(2)11如圖9所示，甲車質(zhì)量為2 kg，靜止在光滑水平面上，其頂部上表面光滑，右端放一個質(zhì)量為1 kg的小物塊，乙車質(zhì)量為4 kg，以5 m/s的速度向左運(yùn)動，與甲車碰撞后甲車獲得6 m/s的速度，物塊滑到乙車上，若乙車足夠長，其頂部上表面與物塊間的動摩擦因數(shù)為0.2(g取10 m/s2)，則圖9(1)物塊在乙車上表面滑行多長時間相對乙車靜止；(2)物塊最終距離乙車左端多大距離解析(1)對甲、乙碰撞，動量守

11、恒，m乙v0m甲v1m乙v2，解得v22 m/s.物塊滑向乙車，物塊和乙車組成的系統(tǒng)，由動量守恒定律，m乙v2(mm乙)v，解得v1.6 m/s.物塊在滑動摩擦力作用下向左勻加速運(yùn)動，加速度ag2 m/s2.物塊在乙車上滑動時間，t0.8 s.(2)由動能定理，mgsm乙，v(mm乙)v2解得s0.8 m，即物塊最終距離乙車左端0.8 m.答案(1)0.8 s(2)0.8 m12如圖10所示，固定的光滑圓弧面與質(zhì)量為6 kg的小車C的上表面平滑相接，在圓弧面上有一個質(zhì)量為2 kg的滑塊A，在小車C的左端有一個質(zhì)量為2 kg的滑塊B，滑塊A與B均可看做質(zhì)點(diǎn)現(xiàn)使滑塊A從距小車的上表面高h(yuǎn)1.25 m處由靜止下滑，與B碰撞后瞬間粘合在一起共同運(yùn)動，最終沒有從小車C上滑出已知滑塊A、B與小車C的動摩擦因數(shù)均為0.5，小車C與水平地面的摩擦忽略不計(jì)，取g10 m/s2.求：圖10(1)滑塊A與B碰撞后瞬間的共同速度的大?。?2)小車C上表面的最短長度解析(1)設(shè)滑塊A滑到圓弧末端時的速度大小為v1，由機(jī)械能守恒定律有：mAghmAv，代入數(shù)據(jù)解得v15 m/s.設(shè)A、B碰后瞬間的共同速度為v2，滑塊A與B碰撞瞬間與車C無關(guān)，滑塊A與B