第一章碰撞与动量守恒 知识点题库

如图所示,一滑板B静止在水平面上,上表面所在平面与固定于竖直平面内、半径为R的 圆形光滑轨道相切于Q.一物块A从圆形轨道与圆心等高的P点无初速度释放,当物块经过Q点滑上滑板之后即刻受到大小F=2μmg、水平向左的恒力持续作用.已知物块、滑板的质量均为m,物块与滑板间的动摩擦因数μ=3μ,滑板与水平面间的动摩擦因数μ2=μ,物块可视为质点,重力加速度取g.

  1. (1) 求物块滑到Q点的速度大小;

  2. (2) 简单分析判断物块在滑板上滑行过程中,滑板是否滑动;

  3. (3) 为使物块不从滑板上滑离,滑板至少多长?

关于物体的动量,下列说法中正确的是(   )
A . 物体的动能不变,物体的动量一定不变 B . 同一物体的动量越大,其速度不一定越大 C . 一个物体的运动状态发生变化,它的动量一定改变 D . 物体的加速度不变,其动量一定不变
一质量为5kg的物体从地面以8m/g的速度竖直上抛,如果不计空气阻力.

求:

  1. (1) 从开始上抛到落回原地过程中的动量变化量的大小和方向;
  2. (2) 这一过程中重力的冲量大小.
在2017花样滑冰世锦赛上,隋文静、韩聪以232.06分的总成绩获得冠军。比赛中,当隋文静、韩聪以5.0m/s的速度沿直线前、后滑行时,韩聪突然将隋文静沿原方向向前推出,推力作用时间为0.8s,隋文静的速度变为11.0m/s.假设隋文静和韩聪的质量分别为40kg和60kg,作用前后两人沿同一直线运动,不计冰面阻力,将人视为质点,则(   )
A . 分离时韩聪速度的大小为1.0m/s B . 这一过程中,韩聪对隋文静冲量的值为440N·s C . 这一过程中,韩聪对隋文静平均推力的大小为450N D . 这一过程中,隋文静对韩聪做的功为-720J
某同学用如图所示的装置做验证动量守恒定律的实验,先将球a从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复10次,再把同样大小的球b放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止,让球a仍从原固定点由静止开始滚下,且与球b相碰后,两球分别落在记录纸的不同位置处,重复10次。图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点。

  1. (1) 为了使两球碰撞为一维碰撞,所选两球的直径关系为:a球的直径b球的直径 (“大于”、“等于”或“小于”) ;为减小实验误差,在两球碰撞后使A球不反弹,所选用的两小球质量关系应为mamb(选填“小于”、“大于”或“等于”);
  2. (2) 在以下选项中,哪些是本次实验必须进行的测量?答:____(填选项号)。
    A . 斜槽轨道末端到水平地面的高度H B . 小球a、b的质量ma , mb C . 小球a、b的半径r D . 小球a、b离开斜槽轨道末端后做平抛运动的飞行时间t E . 记录纸上O点到A,B,C各点的距离OA,OB,OC F . 球a的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h
  3. (3) 为测定未放被碰小球时,小球a落点的平均位置,把刻度尺的零刻度线跟记录纸上的O点对齐,图中给出了小球a落点附近的情况,由图可得点O、B间的距离应为cm。
  4. (4) 按照本实验方法,验证动量守恒的验证式是
  5. (5) 利用该实验测得的物理量,也可以判断两球碰撞过程中机械能是否守恒,判断的依据是看maOB2=
如图所示,子弹水平射入放在光滑水平地面上静止的木块后不再穿出,此时木块动能增加了6J,那么此过程产生的内能可能为(   )

图片_x0020_295878987

A . 7J B . 6J C . 5J D . 8J
如图所示,一质量为M的物块静止在光滑桌面边缘,桌面离水平面的高度h=0.8m。一质量为m=0.5kg的子弹以水平速度v0=4m/s射入物块且未击穿,子弹射入物块时间极短且已知系统损失的机械能为3J,重力加速度为g=10m/s2。不计空气阻力,试求:

图片_x0020_100017

  1. (1) 物块的质量;
  2. (2) 物块落地点离桌面边缘的水平距离。
如图所示,在光滑的水平面上有一静止的物体M,物体上有一光滑的半圆弧轨道,最低点为C,两端A、B一样高,现让小滑块m从A点由静止下滑,则(   )

图片_x0020_1032840159

A . m不能到达M上的B点 B . m从A到C的过程中M向左运动,m从C到B的过程中M向右运动 C . m从A到B的过程中M一直向左运动,m到达B的瞬间,M速度为零 D . M与m组成的系统机械能守恒,水平方向动量守恒
如图,质量 的长方体钢板静止在粗糙的水平面上,质量 的滑块静止在木板右端。一质量 的光滑小球沿水平面以初速度 向右运动,与钢板发生弹性正碰,碰撞时间极短,碰后钢板向右滑行,滑块恰好不从钢板上掉下来。已知钢板与水平面间的动摩擦因数 ,与滑块间的动摩擦因数 ,取 。求:

图片_x0020_100015

  1. (1) 碰后瞬间,小球的速度 大小和钢板的速度 大小;
  2. (2) 滑块在钢板上滑行的时间
新型冠状病毒主要传播方式为飞沫传播,佩戴口罩可以有效预防新冠病毒的感染。小明某次打喷嚏时气流喷出的速度是50m/s,喷出6.0×10-5m3的空气,用时0.015s。已知空气的密度为1.3kg/m3 , 则小明打这次喷嚏受到的平均反冲力为(   )
A . 0.13N B . 0.26N C . 1.3N D . 2.6N
2020年10月29日上午,四川省自贡某小区一3岁小孩自四楼坠下,被当地交警曾伟及热心邻居用被子成功接住,创造了一个爱心奇迹。在小孩被接住的过程中,关于被子的作用,下列说法正确的是(   )
A . 增加了小孩单位面积的受力大小 B . 跟直接坠地相比,减小了小孩动量的变化量 C . 跟直接坠地相比,减小了小孩受到的冲量 D . 延长了小孩的受力时间并增大了小孩的受力面积
如图所示为我国的长征七号运载火箭刚发射时的情景。则下列说法正确的是(   )

A . 火箭受到地面对它的弹力作用而升空 B . 火箭受到发射架对它的弹力作用而升空 C . 火箭受到向下喷射的气体对它的作用而升空 D . 在没有空气的环境中这类火箭无法升空
在匀强磁场中静止放置一放射性元素原子核X,某时刻沿垂直磁场方向放射出某一粒子后新核和粒子的运动轨迹如图所示,已知两个圆轨迹的半径之比为91:1,其中一个的运动方向如图所示,则可知(   )

图片_x0020_100005

A . a是新核的轨迹 B . 磁场方向垂直纸面向里 C . 该放射性元素进行的是 衰变 D . 该放射性元素原子核的核电荷数为90
如图所示,为“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置示意图.已知A,B小球的质量分别为ma、mb , 半径相同,图中P点为单独释放a球的平均落点,M、N是A,B小球碰撞后落点的平均位置.

  1. (1) 本实验必须满足的条件是___________.
    A . 斜槽轨道必须是光滑的 B . 斜槽轨道末端的切线水平 C . 入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速度释放 D . 入射球与被碰球满足ma=mb
  2. (2) 为了验证动量守恒定律,需要测量OP间的距离x1、OM间的距离x2.
  3. (3) 为了验证动量守恒,需验证的关系式是.
如图所示,质量为3kg的小车A以v0=4m/s的速度沿光滑水平面匀速运动,小车左端固定的支架通过不可伸长的轻绳悬挂质量为1kg的小球B(可看作质点),小球距离车面0.8m.某一时刻,小车与静止在水平面上的质量为1kg的物块C发生碰撞并粘连在一起(碰撞时间可忽略),此时轻绳突然断裂.此后,小球刚好落入小车右端固定的砂桶中(小桶的尺寸可忽略),不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2 . 求:

图片_x0020_1441771810

①绳未断前小球与砂桶的水平距离.

②小车系统的最终速度大小

③整个系统损失的机械能.

如图,一滑板的上表面由长度为L的粗糙水平部分 和半径为R的四分之一光滑圆弧 组成,滑板静止于光滑的水平地面上,物体P(可视为质点)置于滑板上面的A点,物体P与滑板水平部分的动摩擦因数为 (已知 ,但具体大小未知),一根长度为L、不可伸长的细线,一端固定于 点,另一端系一质量为m的小球Q,小球Q位于最低点时与物体P处于同一高度并恰好接触。现将小球Q拉至与 同一高度(细线处于水平拉直状态),然后由静止释放,小球Q向下摆动并与物体P发生弹性碰撞(碰撞时间极短)已知物体P的质量为2m,滑板的质量为 ,重力加速度为g,求:

  1. (1) 小球Q与物体P碰撞前瞬间,细线对小球拉力的大小;
  2. (2) 小球Q与物体P碰撞后瞬间,物体P速度的大小;
  3. (3) 若要保证物体P既能到达圆弧 ,同时不会从C点滑出,求物体P与滑板水平部分的动摩擦因数 的取值范围。
如图所示,倾角为30°的足够长的粗糙斜面与光滑水平轨道通过一小段圆弧在C点相接,水平轨道的右侧与半径为R=0.32 m的光滑竖直半圆形轨道相连。质量为0.5 kg的物体B静止在水平轨道上,一质量为0.1 kg的A物体以v0=16 m/s的速度与B发生正碰,结果B恰好能通过半圆形轨道的最高点。A、B均可看成质点,除第一次碰撞外,不考虑A、B间其他的相互作用,已知A与斜面间的动摩擦因数为μ= ,取g=10 m/s2。求:

  1. (1) 碰撞后瞬间B的速度大小vB
  2. (2) 通过计算判断A与B的碰撞是弹性碰撞或是非弹性碰撞
  3. (3) A从第一次冲上斜面到离开斜面的时间。
长方体滑块由不同材料的上、下两层粘在一起组成,将其放在光滑的水平面上,如图所示。质量为m的子弹以速度v水平射向滑块,若射击上层,则子弹刚好不穿出,如图甲所示;若射击下层,整个子弹刚好嵌入,如图乙所示。比较上述两种情况,以下说法正确的是 (  )

A . 两次子弹对滑块做功一样多 B . 两次滑块所受冲量一样大 C . 子弹击中上层过程中产生的热量多 D . 子弹嵌入下层过程中对滑块做功多
如图所示,有一倾角为α=30°的光滑斜面固定在水平面上,质量为mA=1kg的滑块A(可以看做质点)在水平向左的恒力F作用下静止在距离斜面底端x=5m的位置上,水平面上有一质量为mB=1kg的表面光滑且足够长的木板B,B的右端固定一轻质弹簧,一质量为mC=3kg的物块C与弹簧的左端拴接。开始时,B、C静止且弹簧处于原长状态,今将水平力F变为水平向右,当滑块A刚好滑到斜面底端时撤去力F,不考虑A滑上水平面过程的能量损失。滑块A运动到水平面上后与滑块B发生对心碰撞(碰撞时间极短)粘在一起,并拉伸弹簧使滑块C向前运动,不计一切摩擦,g取10m/s2 , 求:

  1. (1) 水平力F的大小及滑块A滑到斜面底端时的速度vA
  2. (2) 被拉伸弹簧的最大弹性势能Ep及滑块C的最大速度vC
如图所示,竖直放置的轻弹簧下端固定在地上,上端与质量为m的钢板连接,钢板处于静止状态。一个质量也为m的物块从钢板正上方h处的P点自由落下,与钢板碰撞后粘在一起向下运动x0后到达最低点Q,设物块与钢板碰撞的时间Δt极短。下列说法正确的是(   )

A . 物块与钢板碰后的速度大小为 B . 在Δt时间内,钢板对物块的冲量大小为 C . 从P到Q的过程中,整个系统重力势能的减少量为 D . 从P到Q的过程中,弹性势能的增加量为