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文檔簡(jiǎn)介
第一章動(dòng)量和動(dòng)量守恒定律
1、沖量動(dòng)量動(dòng)量定理........................................................1
2、動(dòng)量守恒定律..............................................................6
3、實(shí)驗(yàn):動(dòng)量守恒定律的驗(yàn)證................................................11
4、動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用......................................................16
5、彈性碰撞與非彈性碰撞....................................................20
6、自然界中的守恒定律......................................................25
7、動(dòng)量與能量的綜合問(wèn)題....................................................31
章末綜合檢測(cè)................................................................35
1、沖量動(dòng)量動(dòng)量定理
1.關(guān)于物體的動(dòng)量,下列說(shuō)法中正確的是()
A.運(yùn)動(dòng)物體在任一時(shí)刻的動(dòng)量方向,一定是該時(shí)刻的速度方向
B.物體的加速度不變,其動(dòng)量一定不變
C.動(dòng)量越大的物體,其速度一定越大
D.動(dòng)量越大的物體,其質(zhì)量一定越大
解析:選A動(dòng)量具有瞬時(shí)性,任一時(shí)刻物體動(dòng)量的方向,即為該時(shí)刻的速度方向,選項(xiàng)A
正確。加速度不變,則物體速度的變化率恒定,物體的速度均勻變化,故其動(dòng)量也均勻變化,選
項(xiàng)B錯(cuò)誤。物體動(dòng)量的大小由物體質(zhì)量及速度的大小共同決定,不是只由物體的速度決定的,故
物體的動(dòng)量大,其速度不一定大,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。物體的動(dòng)量越大,其質(zhì)量并不一定越大,故選項(xiàng)
D錯(cuò)誤。
2.下列說(shuō)法正確的是()
A.動(dòng)能為零時(shí),物體一定處于平衡狀態(tài)
B.物體受到恒力的沖量也可能做曲線運(yùn)動(dòng)
C.物體所受合外力不變時(shí),其動(dòng)量一定不變
D.動(dòng)能不變,物體的動(dòng)量一定不變
解析:選B動(dòng)能為零時(shí),速度為零,而加速度不一定等于零,物體不一定處于平衡狀態(tài),
選項(xiàng)A錯(cuò)誤;物體受恒力,也可能做曲線運(yùn)動(dòng),如平拋運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)B正確;合外力不變,加速度
不變,速度均勻變化,動(dòng)量一定變化,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;動(dòng)能不變,若速度的方向變化,動(dòng)量就變化,
選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
3.如圖所示,質(zhì)量為0的小滑塊沿傾角為0的斜面向上滑動(dòng),經(jīng)過(guò)時(shí)間。速度變?yōu)榱闳缓笥?/p>
下滑,經(jīng)過(guò)時(shí)間均回到斜面底端,滑塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的摩擦力大小始終為齊。在整個(gè)過(guò)程中,
重力對(duì)滑塊的總沖量為()
A.儂sin9(ti+ti)B.儂sin0(ti—tz)
C.mg(t\+tz)D.0
解析:選C根據(jù)沖量的定義式I=Ft,可知重力對(duì)滑塊的沖量應(yīng)為重力乘作用時(shí)間,所以
k=mg(t\+tj,C正確。
4.(多選)對(duì)下列物理現(xiàn)象的解釋,正確的是()
A.擊釘時(shí),不用橡皮錘僅僅是因?yàn)橄鹌ゅN太輕
B.跳遠(yuǎn)時(shí),在沙坑里填沙,是為了減小沖量
C.易碎品運(yùn)輸時(shí),要用柔軟材料包裝,船舷常常懸掛舊輪胎,都是為了延長(zhǎng)撞擊時(shí)的作用
時(shí)間,減小作用力
D.在車內(nèi)推車推不動(dòng),是因?yàn)檐囀艿胶贤饬_量為零
解析:選CD擊釘時(shí),不用橡皮錘是因?yàn)橄鹌ゅN與釘子的作用時(shí)間長(zhǎng):跳遠(yuǎn)時(shí),在沙坑里填
沙,是為了延長(zhǎng)人與地的接觸時(shí)間,所以A、B錯(cuò)誤;據(jù)動(dòng)量定理*=△/?知,當(dāng)相同時(shí),t
越長(zhǎng),作用力越小,所以C正確:車能否移動(dòng)或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)能否改變?nèi)Q于合外力的作用,與內(nèi)部
作用無(wú)關(guān),所以D正確。
5.如圖所示,運(yùn)動(dòng)員揮拍將質(zhì)量為卬的網(wǎng)球擊出。如果網(wǎng)球被拍子擊打前、后瞬間速度的大
小分別為丹、因,匕與血方向相反,且Q%。忽略網(wǎng)球的重力,則此過(guò)程中拍子對(duì)網(wǎng)球作用力的
沖量()
A.大小為卬(打一必),方向與必方向相同
B.大小為血吃+匕),方向與巴方向相同
C.大小為卬(血一匕),方向與玲方向相同
D.大小為卬(皈+匕),方向與。方向相同
解析:選D取拍子擊打網(wǎng)球前網(wǎng)球的速度的方向?yàn)檎较颍鶕?jù)動(dòng)量定理得拍子對(duì)網(wǎng)球作
用力的沖量為:/=一力吸一/口=一皿(n+眩),即沖量大小為應(yīng)(%+⑹,方向與n方向相反,與
外方向相同,故D正確,A、B、C錯(cuò)誤。
6.(多選)如圖所示,ad、bd、cd是豎直面內(nèi)三根固定的光滑細(xì)桿,a、b、c、d位于同一圓
周上,a點(diǎn)為圓周的最高點(diǎn),d點(diǎn)為圓周的最低點(diǎn)。每根桿上都套著一個(gè)質(zhì)量相同的小滑環(huán)(圖中
未畫出),三個(gè)小滑環(huán)分別從a、6、c處釋放(初速度為零),關(guān)于它們下滑的過(guò)程,下列說(shuō)法正
確的是()
A.重力對(duì)它們的沖量相同B.彈力對(duì)它們的沖量相同
C.合外力對(duì)它們的沖量相同D.它們的動(dòng)能增量不同
解析:選AD由運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)可知三個(gè)小滑環(huán)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等,則重力對(duì)它們的沖量相等,選
項(xiàng)A正確;由于三種情形下彈力的大小、方向均不同,則彈力對(duì)它們的沖量不同,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;
合外力的方向不同,沖量一定不同,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;根據(jù)機(jī)械能守恒定律可知,它們的動(dòng)能增量不
同,選項(xiàng)D正確。
7.如圖所示,一鐵塊壓著一紙條放在水平桌面上,當(dāng)以速度r抽出紙條后,鐵塊掉到地面上
的一點(diǎn),若以2「速度抽出紙條,則鐵塊落地點(diǎn)()
「I--^紙條
P
A.仍在尸點(diǎn)
B.在尸點(diǎn)左側(cè)
C.在0點(diǎn)右側(cè)不遠(yuǎn)處
D.在尸點(diǎn)右側(cè)原水平位移的兩倍處
解析:選B以2r速度抽出紙條時(shí),紙條對(duì)鐵塊作用時(shí)間減少,而紙條對(duì)鐵塊的作用力相同,
故與以速度,抽出相比,紙條對(duì)鐵塊的沖量/減小,鐵塊做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度減小,水平射程減
小,故落在。點(diǎn)的左側(cè)。
8.如圖所示,尸0s是固定于豎直平面內(nèi)的光滑的3圓周軌道,圓心。在S的正上方。在。和一
兩點(diǎn)各有一個(gè)質(zhì)量為小的小物塊a和4從同一時(shí)刻開始,a自由下落,8沿圓弧下滑。以下說(shuō)法
正確的是()
A.a比6先到達(dá)S,它們?cè)赟點(diǎn)的動(dòng)量不相等
B.a與。同時(shí)到達(dá)S,它們?cè)赟點(diǎn)的動(dòng)量不相等
C.a比b先到達(dá)S,它們?cè)赟點(diǎn)的動(dòng)量相等
D.6比a先到達(dá)S,它們?cè)赟點(diǎn)的動(dòng)量相等
解析:選A物體a做自由落體運(yùn)動(dòng),其加速度為g;而物體6轉(zhuǎn)圓弧軌道下滑,在豎直方
向的加速度在任何高度都小于g,由人=3a/,得因?yàn)閯?dòng)量是矢量,故a、。到達(dá)S時(shí),
它們?cè)赟點(diǎn)的動(dòng)量不相等,故A正確。
9.質(zhì)量為1kg的物體靜止放在足夠大的水平桌面上,物體與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為H=0.4,
有一大小為5N的水平恒力廠作用于物體上,使之加速前進(jìn),經(jīng)3s后撤去尸,求物體運(yùn)動(dòng)的總
時(shí)間。(g=10m/s2)
解析:物體由開始運(yùn)動(dòng)到停止運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中,尸的沖量為尸右,摩擦力的沖量為斤九選水
平恒力尸的方向?yàn)檎较?,根?jù)動(dòng)量定理有
Ft}—Ftt=0①
又Ft—umg②
聯(lián)立①②式代入數(shù)據(jù)解得t=3.75s。
答案:3.75s
10.(多選)如圖所示為放在水平地面上的物體受到的合外力隨時(shí)間變化的關(guān)系圖像,若物體
開始時(shí)是靜止的,則前3s內(nèi)()
4F/N
20—]
10!
-20)
A.物體的位移為0
B.物體的動(dòng)量變化量為0
C.物體的動(dòng)能變化量為0
D.物體的機(jī)械能改變量為0
解析:選BC第1s內(nèi)420N,第2s內(nèi)和第3s內(nèi)尸=-10N,根據(jù)動(dòng)量定理1=△〃,
前3s內(nèi),動(dòng)量的變化量為零,物體先加速、后減速,在第3s末速度為零,物體的位移不為零,
A錯(cuò)誤,B正確;由于初速度和末速度都為零,因此動(dòng)能變化量也為零,C正確;但物體的重力勢(shì)
能是否改變不能判斷,因此物體的機(jī)械能是否改變不能確定,D錯(cuò)誤。
11.如圖所示,一輕質(zhì)彈簧固定在墻上,一個(gè)質(zhì)量為卬的木塊以速度3從右側(cè)沿光滑水平面
向左運(yùn)動(dòng)并與彈簧發(fā)生相互作用。設(shè)相互作用的過(guò)程中彈簧始終在彈性限度范圍內(nèi),那么,在整
個(gè)相互作用的過(guò)程中彈簧對(duì)木塊沖量/的大小和彈簧對(duì)木塊做的功”分別是()
mm
1^777777777777777777777T777777/
A.1=0,甲=ffjvjB.T—/ilVorW—~^IUVQ
1,
C.I=2mvs,W=QD.I=2w,獷=y嫉
解析:選C在木塊與彈簧接觸到將彈簧壓縮為最短的過(guò)程中,彈簧對(duì)木塊做負(fù)功,在彈簧
將木塊彈出的過(guò)程中,彈簧對(duì)木塊做正功,且正功與負(fù)功的絕對(duì)值相等,故在整個(gè)相互作用的過(guò)
程中彈簧對(duì)木塊做的總功/勺0。木塊將以一沖的速度被彈回,由動(dòng)量定理可得,在整個(gè)相互作用
的過(guò)程中彈簧對(duì)木塊沖量/的大小I=2mv§,故C正確。
12.人們常說(shuō)“滴水穿石”,請(qǐng)你根據(jù)下面所提供的信息,估算水對(duì)石頭的沖擊力的大小。
一瀑布落差為/?=20m,水流量為(2=0.10m7s,水的密度0=l.OXl()3kg/m3,水在最高點(diǎn)和落
至石頭上后的速度都認(rèn)為是零。(落在石頭上的水立即流走,在討論石頭對(duì)水的作用時(shí)可以不考
慮水的重力,g取的m/s2)
解析:設(shè)水滴下落與石頭碰前速度為心則有mgh=^inv
設(shè)時(shí)間At內(nèi)有質(zhì)量為△加的水沖到石頭上,石頭對(duì)水的作用力為£由動(dòng)量定理得:-F't
=0—Amv
又因Am—PQXt
聯(lián)立得:F=PQ^2gh=2XW'N
由牛頓第三定律,水對(duì)石頭的作用力:廣=尸=2*1。3M方向豎直向下。
答案:2X1()3N
13.將質(zhì)量為勿=1kg的小球,從距水平地面高/?=5nl處,以外=10m/s的水平速度拋出,
不計(jì)空氣阻力,g取10m/s:求:
(1)拋出后0.4s內(nèi)重力對(duì)小球的沖量;
(2)平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球動(dòng)量的增量Ap;
(3)小球落地時(shí)的動(dòng)量p'。
解析:。)重力是恒力,0.4s內(nèi)重力對(duì)小球的沖量
1=mgt=\X10X0.4N?s=4N?s
方向豎直向下。
(2)由于平拋運(yùn)動(dòng)的豎直分運(yùn)動(dòng)為自由落體運(yùn)動(dòng),故力2
落地時(shí)間t'
V
小球飛行過(guò)程中只受重力作用,所以合外力的沖量為/'=mgt'=1X1OX1N?s=10N?s
方向豎直向下
由動(dòng)量定理得
Ap—I'=10N,s
方向豎直向下。
(3)小球落地時(shí)豎直分速度為vy^gt'=10m/s
由速度合成知,落地速度
v—yjK>2+Vy=-\/102+10"m/s=10^/2m/s
所以小球落地時(shí)的動(dòng)量大小為p'=fflr=10^/2kg?m/s
方向與水平方向的夾角為45°。
答案:(1)4N?s方向豎直向下(2)10N?s方向豎直向下(3)10gkg?m/s方向
與水平方向的夾角為45°
2、動(dòng)量守恒定律
1.把一支槍水平固定在小車上,小車放在光滑的水平面上,槍發(fā)射出一顆子彈時(shí),關(guān)于槍、
子彈和車,下列說(shuō)法中正確的是()
A.槍和子彈組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒
B.槍和車組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒
C.三者組成的系統(tǒng)因?yàn)樽訌椇蜆屚仓g的摩擦力很小,使系統(tǒng)的動(dòng)量變化很小,可忽略不
計(jì),故系統(tǒng)動(dòng)量近似守恒
D.三者組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,因?yàn)橄到y(tǒng)只受重力和地面支持力這兩個(gè)外力作用,這兩個(gè)外
力的合力為零
解析:選D由于槍水平放置,故三者組成的系統(tǒng)除受重力和支持力(兩外力平衡)外,不受
其他外力,動(dòng)量守恒。子彈和槍筒之間的力應(yīng)為系統(tǒng)的內(nèi)力,對(duì)系統(tǒng)的總動(dòng)量沒(méi)有影響,故選項(xiàng)
C錯(cuò)誤。槍和子彈組成的系統(tǒng)受到車對(duì)其的外力作用,車和槍組成的系統(tǒng)受到子彈對(duì)其的外力作
用,動(dòng)量都不守恒,故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤,D正確。
2.(多選)在光滑水平面上力、6兩小車中間有一彈簧,如圖所示,用手抓住小車并將彈簧壓
縮后使小車處于靜止?fàn)顟B(tài)。將兩小車及彈簧看成一個(gè)系統(tǒng),下面說(shuō)法正確的是()
AB
A.兩手同時(shí)放開后,系統(tǒng)總動(dòng)量始終為零
B.先放開左手,再放開右手后,動(dòng)量不守恒
C.先放開左手,后放開右手,總動(dòng)量向左
D.無(wú)論何時(shí)放手,兩手放開后,在彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)的過(guò)程中,系統(tǒng)總動(dòng)量都保持不變,但系
統(tǒng)的總動(dòng)量不一定為零
解析:選ACD在兩手同時(shí)放開后,水平方向無(wú)外力作用,只有彈簧的彈力(內(nèi)力),故動(dòng)量
守恒,即系統(tǒng)的總動(dòng)量始終為零,A對(duì);先放開左手,再放開右手后,是指兩手對(duì)系統(tǒng)都無(wú)作用
力之后的那一段時(shí)間,系統(tǒng)所受合外力也為零,即動(dòng)量是守恒的,B錯(cuò);先放開左手,系統(tǒng)在右
手作用下,產(chǎn)生向左的作用力,故有向左的沖量,再放開右手后,系統(tǒng)的動(dòng)量仍守恒,即此后的
總動(dòng)量向左,C對(duì);其實(shí),無(wú)論何時(shí)放開手,只要是兩手都放開后就滿足動(dòng)量守恒的條件,即系
統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變,D對(duì)。
3.(多選)在軍事訓(xùn)練中,一戰(zhàn)士從岸上以2m/s的速度跳到一條向他緩緩漂來(lái)、速度是0.5
m/s的小船上,然后去執(zhí)行任務(wù),已知戰(zhàn)士的質(zhì)量為60kg,小船的質(zhì)量是140kg,該戰(zhàn)士上船
后又跑了幾步,最終停在船上,不計(jì)水的阻力,則()
—?Y
一
A.戰(zhàn)士跳到小船上到最終停在船上的過(guò)程,戰(zhàn)士和小船的總動(dòng)量守恒
B.戰(zhàn)士跳到小船上到最終停在船上的過(guò)程,戰(zhàn)士和小船的總機(jī)械能守恒
C.戰(zhàn)士最終停在船上后速度為0
D.戰(zhàn)士跳上小船到最終停在船上的過(guò)程中動(dòng)量變化量的大小為105kg?m/s
解析:選AD在戰(zhàn)士跳到小船到最終停在小船上的過(guò)程中,戰(zhàn)士和小船的總動(dòng)量守恒,總機(jī)
械能有損失,不守恒,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;以戰(zhàn)士初始運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?,?duì)戰(zhàn)士跳到小船上
并最終停在船上的過(guò)程,設(shè)戰(zhàn)士最終停在船上后船和戰(zhàn)士的速度為/,由動(dòng)量守恒定律可知m
人r—0給5=(加人+加冊(cè))/,得/=0.25m/s,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;戰(zhàn)士動(dòng)量的變化量△°=0人(/
—v)=60X(0.25—2)kg,m/s=-105kg,m/s,動(dòng)量變化量的大小為105kg?m/s,選項(xiàng)D正
確。
4.如圖所示,一個(gè)木箱原來(lái)靜止在光滑水平面上,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?,F(xiàn)使木箱獲得一個(gè)向右的初速度標(biāo),貝(1()
A.小木塊和木箱最終都將靜止
B.小木塊最終將相對(duì)木箱靜止,二者一起向右運(yùn)動(dòng)
C.小木塊在木箱內(nèi)壁將始終來(lái)回往復(fù)碰撞,而木箱一直向右運(yùn)動(dòng)
D.如果小木塊與木箱的左壁碰撞后相對(duì)木箱靜止,則二者將一起向左運(yùn)動(dòng)
解析:選B木箱和小木塊具有向右的動(dòng)量,并且相互作用的過(guò)程中總動(dòng)量守恒,選項(xiàng)A、D
錯(cuò)誤:由于小木塊與底板間存在摩擦,小木塊最終將相對(duì)木箱靜止,選項(xiàng)B正確,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。
5.如圖所示,甲、乙兩物體在光滑水平面上沿同一直線相向運(yùn)動(dòng),甲、乙物體的速度大小分
別為3m/s和1m/s;碰撞后甲、乙兩物體都反向運(yùn)動(dòng),速度大小均為2m/s?則甲、乙兩物體
質(zhì)量之比為()
A.2:3B.2:5
C.3:5D.5:3
解析:選C選取碰撞前甲物體的速度方向?yàn)檎较颍鶕?jù)動(dòng)量守恒定律有mvvx-im.v2=—
0甲%'吸',代入數(shù)據(jù),可得甲:加乙=3:5,選項(xiàng)C正確。
6.如圖所示,質(zhì)量為"的小車置于光滑的水平面上,車的上表面是粗糙的,有一質(zhì)量為卬的
木塊,以初速度的滑上小車的上表面。若車的上表面足夠長(zhǎng),貝I")
笥T
I\M
7/////7^//////^////////
A.木塊的最終速度一定為七
B.由于車的上表面粗糙,小車和木塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量減小
C.車的上表面越粗糙,木塊減少的動(dòng)量越多
D.車的上表面越粗糙,小車增加的動(dòng)量越多
解析:選A以小車和木塊組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象,所受合外力為零,因此系統(tǒng)動(dòng)量守恒,
由于摩擦力的作用,木塊速度減小,小車速度增大,最后小車和木塊以共同速度運(yùn)動(dòng)。有mn=
(如+助/,解得/=撫,無(wú)論車上表面如何粗糙,最終兩者的速度都是/=就,故A正
確。
7.(多選)如圖所示,在光滑的水平面上有一靜止的斜面,斜面光滑,現(xiàn)有一個(gè)小球從斜面頂
點(diǎn)由靜止釋放,在小球下滑的過(guò)程中,以下說(shuō)法正確的是()
A.斜面和小球組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒
B.斜面和小球組成的系統(tǒng)僅在水平方向上動(dòng)量守恒
C.斜面向右運(yùn)動(dòng)
D.斜面靜止不動(dòng)
解析:選BC小球加速下滑,系統(tǒng)豎直方向上有向下的加速度,豎直方向合力不為零,故系
統(tǒng)動(dòng)量不守恒,但系統(tǒng)水平方向上合力為零,故系統(tǒng)在水平方向上動(dòng)量守恒,因小球下滑過(guò)程中
水平向左的速度在增大,由動(dòng)量守恒定律可得,斜面水平向右的速度也在增加,故B、C正確。
8.A,6兩球沿同一條直線運(yùn)動(dòng),如圖記錄了它們碰撞前后的運(yùn)動(dòng)情況。其中a、6分別為4、
6碰前的x力圖線,c為它們碰后的*t圖線。若{球質(zhì)量為1kg,則8球質(zhì)量是多少?
h4%/m
1234t/s
解析:由圖像可知
碰前vt—2m/s—3m/s,
4-0/C,
Vb—2m/s—2in/So
2—4
碰后Vc—om/s—1m/s,
4A—z
由碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒有
miiVb—(ZRI+Z?;)vc,
代入數(shù)據(jù)得m產(chǎn)0.67kg。
答案:0.67kg
9.(多選)如圖所示,小車放在光滑水平面上,力端固定一個(gè)輕彈簧,8端粘有油泥,AB
總質(zhì)量為M質(zhì)量為勿的木塊C放在小車上,用細(xì)繩連接于小車的4端并使彈簧壓縮,開始時(shí)小
車和木塊C都靜止,當(dāng)突然燒斷細(xì)繩時(shí),。被釋放,使。離開彈簧向8端沖去,并跟8端油泥
粘在一起,忽略一切摩擦,以下說(shuō)法正確的是()
油泥
7777777.7.77.7.77.7.77.7.77.7.7.77.7.77,7
A.彈簧伸長(zhǎng)過(guò)程中C向右運(yùn)動(dòng),同時(shí)小車46也向右運(yùn)動(dòng)
B.。與6碰前,C與小車的速率之比為M:加
C.,與油泥粘在一起后,小車46立即停止運(yùn)動(dòng)
D.C與油泥粘在一起后,小車?yán)^續(xù)向右運(yùn)動(dòng)
解析:選BC彈簧向右推4C向右運(yùn)動(dòng),同時(shí)彈簧向左推4端,小車48向左運(yùn)動(dòng),A錯(cuò)誤;
因小車48與C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,。與5碰前,有碇=椒必得%:匕后M:例B正確;C與
6碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒,有:mvc—Mv,vs—v,知y=0,故C正確、D錯(cuò)誤。
10.(多選)如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為〃=2kg的足夠長(zhǎng)的木板放置在光滑水平面上,木板的一
側(cè)是一個(gè)固定在水平面上的四分之一圓弧必;圓弧半徑20.6m,£點(diǎn)切線水平。軌道底端高度
與木板高度相同?,F(xiàn)將可視為質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量為加=1kg的小鐵塊從弧形軌道頂端由靜止釋放,小鐵
塊到達(dá)軌道底端時(shí),軌道的支持力為25N。若小鐵塊在弧形軌道上下滑動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力所做
的功為心小鐵塊和長(zhǎng)木板達(dá)到的共同速度為%重力加速度g取10m/s?。則()
解析:選BD小鐵塊在弧形軌道底端時(shí),滿足廠一儂=£,解得:3=3m/s,根據(jù)動(dòng)能定
K
理有儂??一修=;"/一0,解得:/0=1.5J。根據(jù)動(dòng)量守恒定律知0依=(7+粉%解得v=lm/s。
故選項(xiàng)B、D正確。
11.如圖所示,一足夠長(zhǎng)木板,質(zhì)量為M,放在光滑水平面上,在其左端放一質(zhì)量為"的小
木塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),m>M,木塊與木板間存在摩擦,現(xiàn)使兩者以速度的共同向右運(yùn)動(dòng)。已知木板
與墻碰撞后立即反向且速度大小不變,木塊不會(huì)滑離木板和碰到墻。求木板在第二次碰墻后的運(yùn)
動(dòng)過(guò)程中,木板速度為零時(shí)木塊的速度。
一。
[m|_________個(gè)
1MlN
解析:第一次碰墻后,木板原速率反向瞬間,木塊速度不變,木板與木塊最終一起以共同速
度向右運(yùn)動(dòng),
由動(dòng)量守恒定律得(加一助匕=(/〃+助
后m—MVQ
得片一啟萬(wàn)
第二次碰墻后,當(dāng)木板速度為零時(shí),由動(dòng)量守恒定律得(勿一助
ID—M~
y1=------匕。
1守mm+M
rn—,1/~
答案:KT"。
3、實(shí)驗(yàn):動(dòng)量守恒定律的驗(yàn)證
1.(多選)在利用氣墊導(dǎo)軌做動(dòng)量守恒定律的驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)中,下列哪些因素可導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差
()
A.導(dǎo)軌安放不水平B.滑塊上擋光片傾斜
C.兩滑塊質(zhì)量不相等D.兩滑塊碰后連在一起
解析:選AB導(dǎo)軌不水平將導(dǎo)致滑塊速度受重力分力影響,從而產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差;擋光片傾斜
會(huì)導(dǎo)致?lián)豕馄瑢挾炔坏扔趽豕怆A段滑塊通過(guò)的位移;實(shí)驗(yàn)中并不要求兩滑塊的質(zhì)量相等;兩滑塊
碰后連在一起并不影響碰撞中的守恒量。綜上所述,A、B選項(xiàng)正確。
2.在利用平拋運(yùn)動(dòng)做“動(dòng)量守恒定律的驗(yàn)證”實(shí)驗(yàn)中,安裝斜槽軌道時(shí).,應(yīng)讓斜槽末端的
切線保持水平,這樣做的目的是()
A.入射球得到較大的速度
B.入射球與被碰球?qū)π呐鲎埠笏俣染鶠樗椒较?/p>
C.入射球與被碰球碰撞時(shí)動(dòng)能無(wú)損失
I).入射球與被碰球碰撞后均能從同一高度飛出
解析:選B實(shí)驗(yàn)中小球能水平飛出是實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵,只有這樣才能使兩個(gè)小球在空中運(yùn)
動(dòng)時(shí)間相等。
3.某同學(xué)用圖甲所示裝置來(lái)做動(dòng)量守恒定律的驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)時(shí)先讓小球a從斜槽軌道上某固
定點(diǎn)處由靜止開始滾下,在水平地面上的記錄紙上留下痕跡,重復(fù)10次;然后再把小球方靜置
在斜槽軌道末端,讓小球a仍從原固定點(diǎn)由靜止開始滾下,和小球8相碰后,兩球分別落在記錄
紙的不同位置處,重復(fù)10次。
(1)在安裝實(shí)驗(yàn)器材時(shí)斜槽的末端應(yīng)______________.
(2)小球a、。質(zhì)量的大小關(guān)系應(yīng)滿足松如,,兩球的半徑應(yīng)滿足乙(選填
或,,=")
(3)本實(shí)驗(yàn)中小球落地點(diǎn)的平均位置距。點(diǎn)的距離如圖乙所示,小球a、6碰撞后的平均落地
點(diǎn)依次是圖乙中的點(diǎn)和點(diǎn)。
(4)在本實(shí)驗(yàn)中,驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的式子是下列選項(xiàng)中的。
A.m?OC—mi,OB
B.m,OB=m*OA+mi>OC
C.m;,OA—n,OB+mbOC
解析:(1)小球離開軌道后應(yīng)做平拋運(yùn)動(dòng),所以在安裝實(shí)驗(yàn)器材時(shí)斜槽的末端必須保持水平,
才能使小球做平拋運(yùn)動(dòng)。
(2)為防止在碰撞過(guò)程中入射小球被反彈,入射小球a的質(zhì)量如應(yīng)該大于被碰小球b的質(zhì)量
及。為保證兩個(gè)小球的碰撞是對(duì)心碰撞,兩個(gè)小球的半徑應(yīng)相等。
(3)碰撞后小球a、b的落地點(diǎn)位置分別為4點(diǎn)、C點(diǎn)。
(4)小球下落高度一樣,所以在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相等,若碰撞過(guò)程滿足動(dòng)量守恒,則應(yīng)有
HIM—mhvi?兩邊同時(shí)乘以時(shí)間t可得11t+叫明,3即有圾,0B=n110A+mQC,故選項(xiàng)B
正確。
答案:(1)保持水平(2)>=(3)/1C(4)B
4.某同學(xué)用如圖甲所示的裝置做“動(dòng)量守恒定律的驗(yàn)證”的實(shí)驗(yàn),先將球a從斜槽軌道上某
固定點(diǎn)處由靜止開始滾下,在水平地面上的記錄紙上留下壓痕,重復(fù)10次,再把同樣大小的球。
放在斜槽軌道水平段的最右端處?kù)o止,讓球a仍從原固定點(diǎn)由靜止開始滾下,且與球6相碰,碰
后兩球分別落在記錄紙的不同位置,重復(fù)10次。(本實(shí)驗(yàn)中的斜槽軌道摩擦可以忽略不計(jì))
(1)在本實(shí)驗(yàn)中,下列不是產(chǎn)生誤差的主要原因的是________o
A.碰撞前入射小球的速度方向、碰撞后入射小球的速度方向和碰撞后被碰小球的速度方向
不是絕對(duì)沿水平方向
B.小球在空氣中飛行時(shí)受到空氣阻力
C.通過(guò)復(fù)寫紙描得的各點(diǎn),不是理想點(diǎn),有一定的大小,從而帶來(lái)作圖上的誤差
D.測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)有誤差
(2)放上被碰小球6,兩球(加>加相碰后,小球a、6的平均落點(diǎn)位置依次是圖甲中的一
點(diǎn)和______點(diǎn)。
(3)某學(xué)生在做該實(shí)驗(yàn)時(shí),不小心把a(bǔ)、6球位置換了,即把質(zhì)量較大的a球(質(zhì)量為例)當(dāng)成
了被碰球,把質(zhì)量較小的5球(質(zhì)量為加當(dāng)成了入射球,且已知期>%?“,結(jié)果6球單獨(dú)滾下時(shí),
平均落點(diǎn)為,點(diǎn),而6球與a球相撞后,6球和a球平均落點(diǎn)分別為4點(diǎn)和夕點(diǎn)(如圖乙所示)。
該同學(xué)也測(cè)得過(guò)程中的各物理量,利用這些數(shù)據(jù)也能判斷碰撞過(guò)程中的動(dòng)量守恒,判斷的依
據(jù)是看和____________________在誤差允許的范圍內(nèi)是否相等。利用該實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)還可
以判斷兩球碰撞過(guò)程中機(jī)械能是否守恒。判斷的依據(jù)是看期與一在誤
差允許的范圍內(nèi)是否相等。
解析:(1)由于碰撞前后小球的速度方向不是絕對(duì)沿水平方向,落點(diǎn)不確定,長(zhǎng)度測(cè)量時(shí)有
誤差等都是造成誤差的主要原因;而在本實(shí)驗(yàn)中,由于小球的運(yùn)動(dòng)速度不是很大,所以空氣阻力
雖然會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果造成影響,但不是產(chǎn)生誤差的主要原因,故選B。
(2)a、6兩球相碰后,a落在題圖甲中4點(diǎn),6落在題圖甲中。點(diǎn)。
(3)判斷碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒的依據(jù)是:在誤差允許范圍內(nèi),mb?la—m,,?los+m,,?7a?,
判斷機(jī)械能守恒的依據(jù):在誤差允許范圍內(nèi),-loL
答案:(1)B(2)4C
(3)?,?locm??IOB-^nh,?IOAma?Jo/)+m,?lo,\
5.用如圖所示裝置來(lái)做“動(dòng)量守恒定律的驗(yàn)證”實(shí)驗(yàn),質(zhì)量為肱的鋼球8放在小支柱"上,
球心離地面高度為〃;質(zhì)量為肉的鋼球/用細(xì)線拴好懸掛于。點(diǎn),當(dāng)細(xì)線被拉直時(shí)。點(diǎn)到球心的
距離為乙且細(xì)線與豎直線之間夾角為。;球1由靜止釋放,擺到最低點(diǎn)時(shí)恰與球8發(fā)生正碰,
碰撞后,4球把輕質(zhì)指示針。推移到與豎直夾角為f處,3球落到地面上,地面上鋪有一張蓋有
復(fù)寫紙的白紙〃,用來(lái)記錄球6的落點(diǎn)。
(1)用圖中所示各個(gè)物理量的符號(hào)表示碰撞前后4、6兩球的速度(設(shè)從6兩球碰前的速度分
別為%、VB,碰后速度分別為VA'>VB),則VA=_VA'=__VB=_,
(2)請(qǐng)你提供兩條提高實(shí)驗(yàn)精度的建議:
解析:(1)根據(jù)機(jī)械能守恒定律,宿%"V:=//hgL(1—cosa),vA=yf2ffL_1—cosa-。碰
撞后,同理可知"K2gLl-cos£,由題意,碰撞前”=0,碰撞后小球6做平拋運(yùn)動(dòng),
可得Vgt=x,解得Vs
(2)①讓球1多次從同一位置擺下,求6球落點(diǎn)的平均位置;②。角取值不要太??;③兩球爾
8的質(zhì)量不要太小。(任答兩條)
答案:⑴y/2gzi_1—cosa-72gL一"LeosB_0x(2)見(jiàn)解析
6.為了驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒定律和檢驗(yàn)兩個(gè)小球的碰撞過(guò)程中的機(jī)械能損失情況,某同
學(xué)選取了兩個(gè)體積相同、質(zhì)量相差比較大的小球,按下述步驟做了實(shí)驗(yàn):
①用天平測(cè)出兩小球的質(zhì)量(分別為的和出且的>加)。
②按圖示安裝好實(shí)驗(yàn)器材,將斜槽固定在桌邊,使槽的末端切線水平,將一斜面8c連接
在斜槽末端。
③先不放小球的讓小球⑶從斜槽頂端A處由靜止開始滾下,記下小球在斜面上的落點(diǎn)位置。
④將小球加放在斜槽末端邊緣處,讓小球⑶從斜槽頂端A處由靜止開始滾下,使它們發(fā)生碰
撞,分別記下小球面和及在斜面上的落點(diǎn)位置。
⑤用毫米刻度尺量出各個(gè)落點(diǎn)位置到斜槽末端點(diǎn)6的距離。圖中〃、隊(duì)尸點(diǎn)是該同學(xué)記下小
球在斜面上的落點(diǎn)位置,到8點(diǎn)的距離分別為。、LE、U
(1)在不放小球股時(shí),小球處從斜槽頂端/處由靜止開始滾下,面的落點(diǎn)在圖中的—
點(diǎn),把小球血放在斜槽末端邊緣處,讓小球//;,從斜槽頂端A處由靜止開始滾下,使它們發(fā)生碰撞,
碰后小球?的落點(diǎn)在圖中的點(diǎn)。
(2)若碰撞過(guò)程中,動(dòng)量和機(jī)械能均守恒,不計(jì)空氣阻力,則下列表達(dá)式中正確的有。
A.nhLt=miLi;
B.Ln—ntiLi'i+mJ;:
C.miLE—nhnhLp
D.LE~LF—LD
解析:(D小球處從斜槽頂端4處由靜止開始滾下,處的落點(diǎn)在題圖中的后點(diǎn),小球/九和小
球他碰撞后,小球磔的速度增大,小球用的速度減小,都做平拋運(yùn)動(dòng),所以碰撞后小球面的落
點(diǎn)是〃點(diǎn),小球帆的落點(diǎn)是尸點(diǎn)。
(2)設(shè)斜面傾角為,,小球落點(diǎn)到6點(diǎn)的距離為。小球從8點(diǎn)拋出時(shí)速度為右則豎直方向
有£sin水平方向有£cosO=vt,解得
所以口由題意分析得,只要滿足加%=秋吸+加□',把速度r代入整理得見(jiàn)啦』的"(+
就“,,說(shuō)明兩球碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒;若兩小球碰撞前后機(jī)械能沒(méi)有損失,則要滿足關(guān)系式"ZZA/
=5如Vi'V2,整理得周乙=0。+色。?,故C正確。
答案:(1)£D(2)C
4、動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用
1.運(yùn)送人造地球衛(wèi)星的火箭開始工作后,火箭做加速運(yùn)動(dòng)的原因是()
A.燃料燃燒推動(dòng)空氣,空氣反作用力推動(dòng)火箭
B.火箭發(fā)動(dòng)機(jī)將燃料燃燒產(chǎn)生的氣體向后推出,氣體的反作用力推動(dòng)火箭
C.火箭吸入空氣,然后向后推出,空氣對(duì)火箭的反作用力推動(dòng)火箭
D.火箭燃料燃燒發(fā)熱,加熱周圍空氣,空氣膨脹推動(dòng)火箭
解析:選B火箭的工作原理是反沖運(yùn)動(dòng),火箭燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓氣體從尾部迅速噴
出時(shí),使火箭獲得反沖速度,故選項(xiàng)B正確。
2.假設(shè)一個(gè)人靜止于完全光滑的水平冰面上,現(xiàn)欲離開冰面,下列方法中可行的是()
A.向后踢腿B.手臂向后甩
C.在冰面上滾動(dòng)D.脫下外衣水平拋出
解析:選D踢腿、甩手對(duì)整個(gè)身體系統(tǒng)來(lái)講是內(nèi)力,內(nèi)力不改變系統(tǒng)整體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
3.運(yùn)送人造地球衛(wèi)星的火箭開始工作后,火箭做加速運(yùn)動(dòng)的原因是()
A.燃料燃燒推動(dòng)空氣,空氣反作用力推動(dòng)火箭
B.火箭發(fā)動(dòng)機(jī)將燃料燃燒產(chǎn)生的氣體向后推出,氣體的反作用力推動(dòng)火箭
C.火箭吸入空氣,然后向后推出,空氣對(duì)火箭的反作用力推動(dòng)火箭
D.火箭燃料燃燒發(fā)熱,加熱周圍空氣,空氣膨脹推動(dòng)火箭
解析:選B火箭工作的原理是利用反沖運(yùn)動(dòng),火箭燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓燃?xì)鈴奈矅姽?/p>
迅速噴出時(shí).,使火箭獲得反沖速度,故B正確。
4.一航天器完成對(duì)月球的探測(cè)任務(wù)后,在離開月球的過(guò)程中,由靜止開始沿著與月球表面
成一傾角的直線飛行,先加速運(yùn)動(dòng),再勻速運(yùn)動(dòng),探測(cè)器通過(guò)噴氣而獲得推動(dòng)力,以下關(guān)于噴氣
方向的描述中正確的是()
A.探測(cè)器加速運(yùn)動(dòng)時(shí),沿直線向后噴氣
B.探測(cè)器加速運(yùn)動(dòng)時(shí),豎直向下噴氣
C.探測(cè)器勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),豎直向下噴氣
D.探測(cè)器勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),不需要噴氣
解析:選C探測(cè)器加速運(yùn)動(dòng)時(shí),通過(guò)噴氣獲得的推動(dòng)力與月球?qū)μ綔y(cè)器的引力的合力沿加
速運(yùn)動(dòng)方向,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;探測(cè)器勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),通過(guò)噴氣獲得的推動(dòng)力與月球?qū)μ綔y(cè)器的引
力的合力為零,根據(jù)反沖運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可知選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
5.一炮艇總質(zhì)量為M以速度的勻速行駛,從艇上以相對(duì)炮艇的水平速度「沿前進(jìn)方向發(fā)
射一質(zhì)量為"的炮彈,射出炮彈后炮艇的速度為,,若不計(jì)水的阻力,則下列各關(guān)系式中正確
的是()
A.Mvo—Mv'
B.Mvo=(J/—zz?)v'+mv
C.Mvo—(M—ni)v'+W(V+K))
D.Mvo—Gl/—/?)/+///(v+v')
解析:選D發(fā)射炮彈的過(guò)程,系統(tǒng)動(dòng)量守恒,發(fā)射前,系統(tǒng)的總動(dòng)量為加缶射出炮彈后,
炮艇的質(zhì)量變?yōu)镸—/力,速度為”,炮彈質(zhì)量為加,對(duì)地速度為〃+/,所以系統(tǒng)總動(dòng)量為(科一
ni)v'+〃(/+/'),本題選D。
6.(多選)采取下列哪些措施有利于增加火箭的飛行速度()
A.使噴出的氣體速度更大
B.使噴出的氣體溫度更高
C.使噴出的氣體質(zhì)量更大
D.使噴出的氣體密度更小
解析:選AC設(shè)火箭原來(lái)的總質(zhì)量為M噴出的氣體質(zhì)量為卬,速度是外剩余的質(zhì)量為(M
mv
一血,速度是「',由動(dòng)量守恒得:(M—4/=mv得:/1由上式可知:m、r越大,/
越大。故A、C正確。
7.春節(jié)期間孩子們玩“沖天炮”,有一個(gè)被點(diǎn)燃的“沖天炮”噴出氣體豎直向上運(yùn)動(dòng),其中
有一段時(shí)間內(nèi)“沖天炮”向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),假設(shè)“沖天炮”在這段時(shí)間內(nèi)受到的阻力不變,
則在這段時(shí)間內(nèi)“沖天炮”()
A.所受的合力為零B.受到的反沖力變小
C.機(jī)械能不變D.動(dòng)量變小
解析:選A由于“沖天炮”在這段時(shí)間內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng),處于平衡狀態(tài),所以“沖天炮”
受到的合力為零,A正確;“沖天炮”在這段時(shí)間內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng),反沖力與重力、阻力平衡,
保持不變,B錯(cuò)誤;“沖天炮”在這段時(shí)間內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度不變,動(dòng)量不變,動(dòng)能不變,
勢(shì)能增加,故機(jī)械能一定增加,C、D錯(cuò)誤。
8.豎直發(fā)射的火箭質(zhì)量為6X10,kgo已知每秒鐘噴出氣體的質(zhì)量為200kg。若要使火箭最
初能得到20m/s?的向上的加速度,則噴出氣體的速度應(yīng)為()
A.700m/sB.800m/s
C.900m/sD.1000m/s
解析:選C每秒噴出氣體的動(dòng)量等于火箭每秒增加的動(dòng)量,即卬氣r氣=/箭V箭,由動(dòng)量定
嘛麻叭叭
理得火箭獲得的動(dòng)力F=,,又F—m*g=m璃a,得/氣=900m/s,選項(xiàng)C正確。
9.一個(gè)士兵坐在皮劃艇上,他連同裝備和皮劃艇的總質(zhì)量是120kg。這個(gè)士兵用自動(dòng)步槍
在2s內(nèi)沿水平方向連續(xù)射出10發(fā)子彈,每發(fā)子彈的質(zhì)量是10g,子彈離開槍口時(shí)相對(duì)步槍的
速度是800m/s。射擊前皮劃艇是靜止的,不考慮水的阻力。
(1)每次射擊后皮劃艇的速度改變多少?
(2)連續(xù)射擊后皮劃艇的速度是多大?
(3)連續(xù)射擊時(shí)槍所受到的平均反沖作用力是多大?
解析:⑴根據(jù)動(dòng)量守恒定律有:(必一加%一卬比=0
-3
niv210X10X800,,
解用"=J/-R=120-10X10-m/s七0.067m/s
由于子彈質(zhì)量很小,相對(duì)士兵和皮劃艇總質(zhì)量可忽略,故每次速度改變約0.067m/s。
(2)由于皮劃艇每次射擊改變的速度很小,相對(duì)于子彈的速度可以忽略,根據(jù)動(dòng)量守恒定律
(〃一10勿)"一10小丹=0
\0niV21OX1OX1O-3X8OO
解得偏=;J/-10ffl=120-10X10X10-3m/s=0.67m/so
(3)根據(jù)動(dòng)量定理F
如「120X0.67
解得F=-——N=40.2No
t
答案:(1)0.067m/s(2)0.67m/s(3)40.2N
10.質(zhì)量為以半徑為〃的小球,放在半徑為20、質(zhì)量為2勿的大空心球內(nèi),大球開始靜止在
光滑水平面上。當(dāng)小球從如圖所示的位置無(wú)初速度沿內(nèi)壁滾到最低點(diǎn)時(shí),大球移動(dòng)的距離是
()
R
A.]B.-
cRR
C,4D-6
解析:選B由水平方向動(dòng)量守恒有0x小球一2加x大球=0,又x小球+x大球=憶所以x大球=今
選項(xiàng)B正確。
11.(多選)一個(gè)質(zhì)量為"的平板車靜止在光滑的水平面上,在平板車的車頭與車尾站著甲、
乙兩人,質(zhì)量分別為0和施,當(dāng)兩人相向而行時(shí)()
A.當(dāng)例>例時(shí),車子與甲運(yùn)動(dòng)方向一致
B.當(dāng)匕>吸時(shí),車子與甲運(yùn)動(dòng)方向一致
C.當(dāng)?shù)模?網(wǎng)或時(shí),車子靜止不動(dòng)
D.當(dāng)加%>微必時(shí),車子運(yùn)動(dòng)方向與乙運(yùn)動(dòng)方向一致
解析:選CD車子向哪一個(gè)方向運(yùn)動(dòng),取決于甲、乙兩人的動(dòng)量大小關(guān)系,根據(jù)動(dòng)量守恒定
律可知選項(xiàng)C、D正確。
12.某小組在探究反沖運(yùn)動(dòng)時(shí),將質(zhì)量為面的一個(gè)小液化氣瓶固定在質(zhì)量為極的小模具船上,
利用液化氣瓶向外噴射氣體作為船的動(dòng)力?,F(xiàn)在整個(gè)裝置靜止放在平靜的水面上,已知打開液化
氣瓶后向外噴射氣體的對(duì)地速度為小如果在△力的時(shí)間內(nèi)向后噴射的氣體的質(zhì)量為A〃,忽略水
的阻力,則
(1)噴射出質(zhì)量為A勿的氣體后,小船的速度是多少?
(2)噴射出△位氣體的過(guò)程中,小船所受氣體的平均作用力的大小是多少?
解析:(1)由動(dòng)量守恒定律得:
0—(例+加—Ani)re—△mv\,
Amv\
得:1OTI+Z%—△m
(2)對(duì)噴射出的氣體運(yùn)用動(dòng)量定理得:F&t=Rmv、,
解得Q筌
由牛頓第三定律知小船所受氣體的平均作用力大小為筌
△加修
答案:(1)⑵筌
如+破一△m
13.平板車停在水平光滑的軌道上,平板車上有一人從固定在車上的貨廂邊沿水平方向順著
軌道方向跳出,落在平板車地板上的4點(diǎn),距貨廂水平距離為/=4m,如圖所示,人的質(zhì)量為",
車連同貨廂的質(zhì)量為m=4如貨廂高度為方=1.25m,求人跳出后到落到地板前車的反沖速度大
小。
解析:人從貨廂邊跳離的過(guò)程,系統(tǒng)(人、車和貨廂)在水平方向動(dòng)量守恒,則〃陽(yáng)一向矛2=0,
又用+*2=/解得入2=0.8m
2X1.25
人跳離貨廂后做平拋運(yùn)動(dòng),車以燈做勻速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t=\匕=\—而一s=0.5
所以卷=今=1.6m/so
答案:1.6m/s
5、彈性碰撞與非彈性碰撞
1.下列關(guān)于碰撞的理解正確的是()
A.碰撞是指相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體相遇時(shí),在極短時(shí)間內(nèi)它們的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了顯著變化的過(guò)程
B.在碰撞現(xiàn)象中,一般內(nèi)力都遠(yuǎn)大于外力,所以可以認(rèn)為碰撞時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)能守恒
C.如果碰撞過(guò)程中機(jī)械能守恒,這樣的碰撞叫作非彈性碰撞
D.微觀粒子的相互作用由于不發(fā)生直接接觸,所以不能稱其為碰撞
解析:選A碰撞是十分普遍的現(xiàn)象,它是相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體相遇時(shí)發(fā)生的一種現(xiàn)象,一般內(nèi)
力遠(yuǎn)大于外力。如果碰撞中機(jī)械能守恒,就叫作彈性碰撞。微觀粒子的相互作用同樣具有短時(shí)間
內(nèi)發(fā)生強(qiáng)大內(nèi)力作用的特點(diǎn),所以仍然是碰撞。
2.如圖所示,物體力靜止在光滑的水平面上,4的左邊固定有輕質(zhì)彈簧,與/質(zhì)量相等的物
體8以速度/向/運(yùn)動(dòng)并與彈簧發(fā)生碰撞,4、6始終沿同一直線運(yùn)動(dòng),則從8組成的系統(tǒng)動(dòng)能
損失最大的時(shí)刻是()
回
A.力開始運(yùn)動(dòng)時(shí)B.4的速度等于r時(shí)
C.8的速度等于零時(shí)D.1和8的速度相等時(shí)
解析:選D4、6速度相等時(shí)彈簧的壓縮量最大,彈簧彈性勢(shì)能最大,/、8組成的系統(tǒng)動(dòng)能
損失最大,選項(xiàng)D正確。
3.現(xiàn)有甲、乙兩滑塊,質(zhì)量分別為3股和加以相同的速率r在光滑水平面上相向運(yùn)動(dòng),發(fā)
生了碰撞。已知碰撞后,甲滑塊靜止不動(dòng),那么這次碰撞是()
A.彈性碰撞B.非彈性碰撞
C.完全非彈性碰撞D.條件不足,無(wú)法確定
解析:選A以甲滑塊的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较颍蓜?dòng)量守恒定律得:3?-v-mv=Q+mv',所
以y'=2v,碰前總動(dòng)能笈=;X3R?聲+;"/=2R/,碰后總動(dòng)能笈'=%▼。=2加,反=反',
所以A正確。
4.在一條直線上相向運(yùn)動(dòng)的甲、乙兩個(gè)小球,它們的動(dòng)能相等,已知甲球的質(zhì)量大于乙球
的質(zhì)量,它們正碰后可能發(fā)生的情況是()
A.甲、乙兩球都沿乙球的運(yùn)動(dòng)方向
B.甲球反向運(yùn)動(dòng),乙球停下
C.甲、乙兩球都反向運(yùn)動(dòng)
D.甲、乙兩球都反向運(yùn)動(dòng),且動(dòng)能仍相等
解析:選C由p:'=2值知,正碰前甲球的動(dòng)量大于乙球的動(dòng)量,所以總動(dòng)量的方向應(yīng)為甲
球的初動(dòng)量的方向,可以判斷C正確,A、B、D錯(cuò)誤。
5.如圖所示,小球/和小球8質(zhì)量相同,球8置于光滑水平面上,當(dāng)球4的最低點(diǎn)從高為力
處由靜止擺下,到達(dá)最低點(diǎn)恰好與球8相撞,并粘合在一起繼續(xù)擺動(dòng),它們能上升的最大高度是
()
A.hB.5
11
C.0D.於
解析:選C對(duì)球4碰撞前下落過(guò)程由機(jī)械能守恒定律有mgh=/e,得y=[麗。對(duì)碰撞過(guò)
程由動(dòng)量守恒定律有碇=2“',得/=寫。對(duì)整體,設(shè)上升的最大高度為力',則由機(jī)械
能守恒定律有2儂力'=1?2mv'解得〃=J,C正確。
乙
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