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高中物理
3 动量守恒定律(二) 动量守恒定律
3 动量守恒定律(二) 动量守恒定律 知识点题库
下列说法正确的是( )
A .
动能变化的物体,动量一定变化
B .
动能不变的物体,动量一定不变
C .
动量变化的物体,动能一定变化
D .
动量不变的物体,动能一定变化
如图,光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体,斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上。某时刻小孩将冰块以相对冰面3 m/s的速度向斜面体推出,冰块平滑地滑上斜面体,在斜面体上上升的最大高度为h=0.3 m(h小于斜面体的高度)。已知小孩与滑板的总质量为m
1
=30 kg,冰块的质量为m
2
=10 kg,小孩与滑板始终无相对运动。取重力加速度的大小g=10 m/s
2
。
(ⅰ)求斜面体的质量;
(ⅱ)通过计算判断,冰块与斜面体分离后能否追上小孩?
如图所示,在光滑水平地面上有一固定的挡板,挡板上固定一个轻弹簧.现有一质量M=3kg,长L=4m的小车AB(其中O为小车的中点,AO部分粗糙,OB部分光滑),一质量为m=1kg的小物块(可视为质点),放在车的最左端,车和小物块一起以v
0
=4m/s的速度在水平面上向右匀速运动,车撞到挡板后瞬间速度变为零,但未与挡板粘连.已知车OB部分的长度大于弹簧的自然长度,弹簧始终处于弹性限度内,小物块与车AO部分之间的动摩擦因数为μ=0.3,重力加速度g=10m/s
2
. 求:
(1) 小物块和弹簧相互作用的过程中,弹簧具有的最大弹性势能;
(2) 小物块和弹簧相互作用的过程中,弹簧对小物块的冲量;
(3) 小物块最终停在小车上的位置距A端多远.
两物块A、B用轻弹簧相连,质量均为m=1kg,初始时弹簧处于原长,A、B两物块都以v=3m/s的速度在光滑的水平地面上运动,质量M=2kg的物块C静止在前方,如图所示.B与C碰撞后会立即与C粘在一起运动.求在以后的运动中:
①当弹簧的弹性势能最大时,物块A的速度v
1
为多大?
②系统中弹性势能的最大值E
p
是多少?
如图所示,竖直平面内有个半径为
的光滑半圆轨道,与光滑水平地面相切于
点。一质量
的小物块
(可视为质点)静止在水平地面上,一颗质量
的子弹,以v
0
的速度水平向左飞来,击中小物块并留在其中,它们一起向左运动(
取
。求:
(1) 子弹击中小物块后共同的速度
;
(2) 子弹击中小物块后恰好能通过最高点
,半圈轨道半径
为多少?
关于动量的概念,下列说法正确的是( )
A .
动量大的物体惯性一定大
B .
动量大的物体运动一定快
C .
动量相同的物体动能一定相同
D .
动量相同的物体速度小的惯性大
两物体组成的系统总动量守恒,这个系统中( )
A .
一个物体增加的速度等于另一个物体减少的速度
B .
一物体受合力的冲量与另一物体所受合力的冲量相同
C .
两个物体的动量变化总是大小相等、方向相反
D .
系统总动量的变化为零
如图所示,放在光滑水平桌面上的A、B木块之间夹一被压缩的弹簧。现释放弹簧,A、B木块被弹开后,各自在桌面上滑行一段距离飞离桌面。A落地点距桌边水平距离为0.5m,B落地点距桌边水平距离为1m,则( )
A .
A,B离开弹簧时的速度比为1:2
B .
A,B离开弹簧时的速度比为1:1
C .
A,B质量之比为1:2
D .
A,B质量之比为2:1
在冰壶比赛中,球员手持毛刷擦刷冰面,可以改变冰壶滑行时受到的阻力。如图a所示,蓝壶静止在圆形区域内,运动员用等质量的红壶撞击蓝壶,两壶发生正碰。若碰撞前、后两壶的 v-t图像如图b所示。关于冰壶的运动,下列说法正确的是( )
A .
两壶发生弹性碰撞
B .
蓝壶受到的滑动摩擦力较大
C .
碰撞后两壶相距的最远距离为1.1 m
D .
碰撞后蓝壶的加速度大小为0.12 m/s
2
两足够长倾角θ=37
o
的对称光滑斜面EF、GH,与长为L的光滑水平面FG相连,如图所示.有大小相同的质量分别为m、3m的A、B球,A球从h高处由静止开始沿斜面EF下滑,与静止于水平轨道并与F点相距L/4的B球相撞.碰撞中无机械能损失,重力速度为g,小球经过连接点F、G时速度大小保持不变,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8.求
(1) 第一次碰撞结束后小球B能够上升的高度;
(2) 发生第二次碰撞的位置与F点的距离;
(3) 小球A、B第二次碰撞刚结東时各自的速度,并讨论小球A、B第n次碰控刚结東时各自的速度.
如图所示,光滑水平面上有一个平板小车,车的左右两端固定两个弹性挡板,板间距离为2m。一个可视为质点的小滑块放在平板小车的中点处。滑块与小车的质量均为m=8kg。现使滑块、小车同时获得瞬间初速度,大小分别为滑块向右v
1
=10m/s,小车向左v
2
=4m/s,滑块与小车之间的动摩擦因数为μ=0.2。(g取10m/s
2
)
(1) 求出滑块与小车停止相对滑动时滑块的速度;
(2) 求滑块与小车停止相对滑动时滑块距A板的距离;
(3) 求从滑块、小车获得初速度到两者相对静止所经历的时间。
如图所示,MN左侧的水平面光滑绝缘,右侧的水平面粗糙绝缘,摩擦因数为μ=0.2,竖直平面MN与纸面垂直,MN右侧有足够大的空间存在着垂直纸面向内的匀强磁场和水平向左的匀强电场,磁感应强度的大小为B=0.1T,电场强度的大小为E=0.5N/C,一质量为m=0.1Kg的物体A静止在MN左侧的水平面上,已知该物体带负电,电荷量的大小为为q=1C。一质量也为m=0.1kg的不带电的物体B以速度
=2m/s冲向物体A并发生完全非弹性碰撞,A、B粘连在一起,碰撞前后物体A的电荷量保持不变,AB一起进入电场速度增加到最大值过程中,克服摩擦力做功W=17.6J。重力加速度的大小为取g=10m/s
2
。求:
(1) B和A碰撞过程中损失的机械能;
(2) 物体AB在电场中速度增加到最大值的位移;
(3) 物体AB在电场中速度增加到最大值时,撤去磁场并使电场方向变为水平向右,求物体AB离开电场时的动能。
如图所示,一半径为R的光滑的半圆轨道竖直固定在粗糙的水平面上,并与水平面相切。一质量为m的小球P在
的水平拉力的作用下,从水平面上的A点由静止开始运动,经过一段时间后撤去F,当小球P运动到半圆轨道的最低点B时,与静止在该点的另一完全相同的小球Q发生无机械能损失的碰撞,碰后小球Q沿着圆轨道恰能上升到与圆心O等高的C点。已知A、B间距为R,小球与水平面间的动摩擦系数为0.5,重力加速度为g。求:
(1) 小球P与Q碰撞前瞬间的速率;
(2) 力F作用的时间和最终P、Q间的距离。
来自路边高楼上的高空坠物常常会对行人造成伤害。设一个质量为20g的小球从16楼(离地高度约为45m)上由静止坠落,若小球与地面碰撞作用时间为
s,碰撞后小球不再弹起,不计空气阻力,重力加速度
,则小球对地面的平均作用力约为其自身重力的( )
A .
1000倍
B .
2000倍
C .
5000倍
D .
10000倍
如图所示,一平台距地面的高度为h,质量为6m、长为L的薄木板AB放在光滑的平台上,木板B端与台面右边缘齐平,B端上放有质量为3m且可视为质点的滑块C,C与木板之间的动摩擦因数为
,质量为m的小球用长为L的细绳悬挂在平台右边缘正上方的O点,细绳竖直时小球恰好与C接触。现将小球向右拉至细绳水平并由静止释放小球,小球运动到最低点时细绳恰好断裂小球与C碰撞后反弹,反弹速率为碰前的一半。重力加速度为g。
(1) 求小球与C碰撞反弹后至落地的过程中,小球的动量变化量△p;
(2) 求滑块C刚被小球碰撞后的速度v
C
;
(3) 通过计算判断C能否从木板上掉下来。
如图所示,质量为m
2
和m
3
的两物体静止在光滑的水平面上,它们之间用轻弹簧相连且刚开始处于原长,一质量为m
1
的物体以速度v
0
向右运动,m
1
向右运动与m
3
相碰后立即粘合在一起,已知m
1
=m
2
=m,m
3
=2m。问:
(1) m
1
、m
3
碰后共同速度;
(2) 弹簧第一次最短时的弹性势能。
如图,长木板ab的b端固定一挡板,木板连同挡板的质量为M=4kg,ab间距离s=2.0m。木板位于光滑水平面上。在木板a端有一小物块,其质量m=1kg,小物块与木板间的动摩擦因数μ=0.10,它们都处于静止状态。现令小物块以初速v
0
=5.0m/s沿木板向前滑动,直到和挡板相碰。碰撞后,小物块恰好回到a端而不脱离木板。求碰撞过程中损失的机械能。
打桩机是基建常用工具。某种简易打桩机模型如图所示,重物A、B和C通过不可伸长的轻质长绳跨过两个光滑的等高小定滑轮连接,C与滑轮等高(图中实线位置)时,C到两定滑轮的距离均为L。重物A和B的质量均为m,系统可以在如图虚线位置保持静止,此时连接C的绳与水平方向的夹角为60°。某次打桩时,用外力将C拉到图中实线位置,然后由静止释放。设C的下落速度为
时,与正下方质量为2m的静止桩D正碰,碰撞时间极短,碰撞后C的速度为零,D竖直向下运动
距离后静止(不考虑C、D再次相碰)。A、B、C、D均可视为质点。
(1) 求C的质量;
(2) 若D在运动过程中受到的阻力F可视为恒力,求F的大小;
(3) 撤掉桩D,将C再次拉到图中实线位置,然后由静止释放,求A、B、C的总动能最大时C的动能。
如图甲所示,有一装置由倾斜轨道AB、水平轨道BC、台阶CD和足够长的水平直轨道DE组成,表面处处光滑,且AB段与BC段通过一小圆弧平滑相接。有一小球用轻绳竖直悬挂在C点的正上方的О点,小球与BC平面相切但无挤压。紧靠台阶右侧停放着表面粗糙且长度为
的木板,木板的上表面水平与C点等高,右端有挡板。现将一个滑块从倾斜轨道的顶端A点处释放,滑至C点时与小球发生正碰,然后从左端滑上木板。碰撞之后小球在竖直平面做圆周运动,轻绳受到的拉力如图乙所示。已知滑块、小球和木板的质量分别为
、
和
, A点距BC段的高度为
, 轻绳的长度为
, 滑块、小球均可视为质点。取
。求:
(1) 滑块到达BC轨道上时的速度大小;
(2) 滑块与小球碰后瞬间小球的速度大小;
(3) 若滑块与挡板发生的是弹性碰撞,要使滑块能碰撞档板,又最终没有滑离小车,求滑块与木板间的动摩擦因数
的值多大?
如图所示,弹簧的一端固定在竖直墙上,质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上,底部与水平面平滑连接,一个质量也为m的小球从槽上高h处由静止开始自由下滑( )
A .
在下滑过程中,小球对槽的作用力做正功
B .
在下滑过程中,小球和槽组成的系统动量守恒
C .
被弹簧反弹后,小球和槽都做速率不变的直线运动
D .
被弹簧反弹后,小球能回到槽上高h处
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