習(xí)題第12章動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用

1、選修 3-5動(dòng)量守恒定律波粒二象性原子結(jié)構(gòu)與原子核第 1 講動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用1. 物體的動(dòng)量變化量的大A物體的動(dòng)量在減小 B物體的動(dòng)量在增大5 kgm/s，這說明()C物體的動(dòng)量大小也可能不變 D物體的動(dòng)量大小一定變化動(dòng)量是矢量，動(dòng)量變化了 5 kgm/s，物體動(dòng)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(dòng)量做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體的動(dòng)量大小保持不變，當(dāng)末動(dòng)量方向與初動(dòng)量方向間的夾角為 60時(shí)，物體的動(dòng)量變化量的大5 kgm/s.故C 正確C艇總質(zhì)量為 M，以速度 v0 勻速行駛，從艇上以相對(duì)海岸的水平速度 v 沿2一前進(jìn)方向射出一質(zhì)量為 m 的彈，發(fā)射彈后

2、艇的速度為 v，若不計(jì)水的阻力，則下列各關(guān)系式中正確的是( AMv0(Mm)vmv BMv0(Mm)vm(vv0) CMv0(Mm)vm(vv)DMv0Mvmv)動(dòng)量守恒定律中的速度都是相對(duì)于同一參考系的，題目中所給彈的速度 v 是相對(duì)于河岸的，即相對(duì)于地面的，所以有：Mv0(Mm)vmv，故選項(xiàng)A 正確，其他選項(xiàng)錯(cuò)誤A3 如圖 1 所示，一個(gè)木箱原來在光滑水平面上，木箱內(nèi)粗糙的底板上放著一個(gè)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(gè)向右的初速度 v0，則()圖 1小木塊和木箱最終都將小木塊最終將相對(duì)木箱，二者一起向右運(yùn)動(dòng)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(dòng)D如果小

3、木塊與木箱的左壁碰撞后相對(duì)木箱，則二者將一起向動(dòng)系統(tǒng)不受外力，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，最終兩個(gè)物體以相同的速度一起向右運(yùn)動(dòng)，B 正確B4一顆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，則在打擊木塊 A 及彈簧被壓縮的過，對(duì)、兩木塊和彈簧組成的系統(tǒng)()圖 2A動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒 B動(dòng)量不守恒，機(jī)械能守恒 C 動(dòng)量守恒，機(jī)械能不守恒D無法判定動(dòng)量、機(jī)械能是否守恒：動(dòng)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、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(dòng)量守恒機(jī)械能守恒的條件是系統(tǒng)除重力、彈力做功外，其他力對(duì)系統(tǒng)不做功，

4、本題中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(cuò)誤：C5a、b 兩個(gè)小球在一直線上發(fā)生碰撞，它們?cè)谂鲎睬昂蟮?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由圖知 va4 m/s，va1 m/s，vb0，vb2 m/s，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有 mavamavambvb，解得 mb2.5 kg.2.5 kg光滑水平面有兩個(gè)物塊 A、B 在同一直線上相向運(yùn)動(dòng)，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(dòng)，且速度大小變?yōu)?1 m/s.求：(1

5、)B 的質(zhì)量；這一過程產(chǎn)生的內(nèi)能設(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(dòng)方向?yàn)檎较颍膳鲎策^程動(dòng)量守恒有：mAvAmBvB(mAmB)v，vAv41則 mBmA2 kg2 kg.vBv21QEk1m11AmB)v21(2)碰撞過程產(chǎn)生的內(nèi)能為v m v 2222422(mAAB B22J11222 J2(22)1 J18 J.22(1)2 kg(2)18 J7如圖 5 所示，質(zhì)量 m10.3 kg 的小車在光滑的水平面上，車長(zhǎng) 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

6、塊與小車上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù) 0.5，取 g10 m/s2.要使物塊不從小車右端滑出，物塊滑上小車左端的速度 v0 不超過多少？圖 5要使物塊恰好不從小車上滑出，需滿足物塊到小車右端時(shí)與小車有共同的速度 v，則 m2v0(m1m2)v，11由功能關(guān)系有 m v m )v2m gL，22 02(m1222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 v05 m/s過 5 m/s.8質(zhì)量為 M、內(nèi)壁間距為 L 的箱子于光滑的水平面上，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(dòng)摩擦因數(shù)為 .初始時(shí)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

7、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(duì)設(shè)碰撞都是彈性的，則整個(gè)過，系統(tǒng)損失的動(dòng)能為()圖 611 mM22A.2mvB.2mMv1C.2NmgL小物塊與箱子作用過DNmgL滿足動(dòng)量守恒，小物塊最后恰好又回到箱子正中間 二者相對(duì)，即為共速，設(shè)速度為v1，mv(mM)v1，系統(tǒng)損1Mmv211失動(dòng)能 E mv (Mm)v ，A 錯(cuò)誤、B 正確；由于碰撞為彈22k1222Mm性碰撞，故碰撞時(shí)不損失能量，系統(tǒng)損失的動(dòng)能等于系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量，即 EkQNmgL，C 錯(cuò)誤，D 正確BD9氣墊導(dǎo)軌上有 A、B 兩個(gè)滑塊，開始時(shí)兩個(gè)滑塊，它們之間有一根被壓縮的輕質(zhì)彈簧，滑塊間用繩

8、子連接(如圖 7 甲所示)，繩子燒斷后，兩個(gè)滑塊向相反方向運(yùn)動(dòng)，圖乙為它們運(yùn)動(dòng)過程的頻閃，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(dòng)，已知滑塊 A、B 的質(zhì)量分別為 200g、300 g，根據(jù)的信息，從圖中可以看出閃光有明顯與事實(shí)不相符合的地方是(2)若不計(jì)此，分開后，A 的動(dòng)量大 kgm/s，B 的動(dòng)量的大 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(dòng)量守恒”這一結(jié)論的依據(jù)是(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(dòng)，在離開彈簧前 A、B 均做加速運(yùn)動(dòng)，A、B 兩滑塊的第一個(gè)間隔應(yīng)該比后面勻速時(shí)相鄰間隔的長(zhǎng)

9、度小(2)周期 T10.1 s，vx，由題圖知 A、B 勻速時(shí)速度分別為 vA0.09 m/s，ftvB0.06 m/s，分開后 A、B 的動(dòng)量大小均為 p0.018 kgm/s，方向相反，滿足動(dòng)量守恒，系統(tǒng)的總動(dòng)量為 0.(1)勻速直線A、B 兩滑塊的第一個(gè)間隔(2)0.0180.018A、B 兩滑塊作用前后總動(dòng)量相等，均為 010如圖 8 所示，一輛質(zhì)量 M3 kg 的小車 A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(shí)彈簧的彈性勢(shì)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

10、(1)小球脫離彈簧時(shí)小球和小車各自的速度大??；(2)在整個(gè)過，小車移動(dòng)的距離(1)水平面光滑，由小車、彈簧和小球組成的系統(tǒng)在從彈簧到小球脫離彈簧的過，滿足動(dòng)量守恒和能量守恒，即：mv1Mv20，11mv Mv E ，2212p22聯(lián)立兩式并代入數(shù)據(jù)解得：v13 m/s，v21 m/s.x1Mx2，x1x2L，(2)在整個(gè)過，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，所以有 m tt解得：x2L.4L(1)3 m/s1 m/s(2)411如圖 9 所示，甲車質(zhì)量為 2 kg，在光滑水平面上，其頂部上表面光滑，右端放一個(gè)質(zhì)量為 1 kg 的小物塊，乙車質(zhì)量為 4 kg，以 5 m/s 的速度向動(dòng)，與甲車碰撞后甲車獲得 6 m

11、/s 的速度，物塊滑到乙車上，若乙車足夠長(zhǎng)，其頂部上表面與物塊間的動(dòng)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(zhǎng)時(shí)間相對(duì)乙車 (2)物塊最終距離乙車左端多大距離；(1)對(duì)甲、乙碰撞，動(dòng)量守恒，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(dòng)量守恒定律，m 乙 v2(mm 乙)v，解得 v1.6 m/s.物塊在滑動(dòng)摩擦力作用下向左勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度 ag2 m/s2.物塊在乙車上滑動(dòng)時(shí)間，tv0.8 s.a(2)由動(dòng)能定理，11 m，v m 乙)v22mgs2(m乙22解得 s0.8 m，即物塊最終距離乙

12、車左端 0.8 m.(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(gè)質(zhì)量為 2 kg 的滑塊 A，在小車 C 的左端有一個(gè)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 h1.25 m 處由下滑，與 B 碰撞后瞬間粘合在一起共同運(yùn)動(dòng)，最終沒有從小車 C 上滑出已知滑塊 A、B 與小車 C 的動(dòng)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滑塊 A 與 B 碰撞后瞬間的共同速度的大?。恍≤?C 上表面的最短長(zhǎng)度設(shè)滑塊 A 滑到圓弧末端時(shí)的速度大v1，由機(jī)械能守恒定律有：mAgh1mv2，A 12代入數(shù)據(jù)解得 v12gh5 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 組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，mAv