第1章 碰撞与动量守恒 知识点题库

如图所示,物体A的质量是B的2倍,中间有一压缩的弹簧,放在光滑水平面上,由静止同时放开两手后的一小段时间后,下列结论正确的是(   )

A . A的速率是B的一半 B . A的动量和B的动量相同 C . A受的力大于B受的力 D . A和B的总动量为零
如图所示,劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上,另一端与置于水平面上质量为m的物体P接触,但未连接,弹簧水平且无形变.现对物体P施加一个水平向右的瞬间冲量,大小为I0 , 测得物体P向右运动的最大距离为x0 , 之后物体P被弹簧弹回,最终停在距离初始位置左侧2x0处.已知弹簧始终在弹簧弹性限度内,物体P与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,下列说法中正确的是(   )

A . 物体P与弹簧作用的过程中,系统的最大弹性势能EP= ﹣3μmgx0 B . 弹簧被压缩成最短之后的过程,P先做加速度减小的加速运动,再做加速度减小的减速运动,最后做匀减速运动 C . 最初对物体P施加的瞬时冲量I0=2m D . 物体P整个运动过程,摩擦力的冲量与弹簧弹力的冲量大小相等、方向相反
一质量为m的物体放在光滑的水平面上,今以恒力F沿水平方向推该物体,在相同的时间间隔内,下列说法正确的是(   )
A . 物体的位移相等 B . 恒力F对物体做的功相等 C . 物体动量的变化量相等 D . 重力对物体的冲量都为零
某同学用如图所示的装置,利用两个大小相同的小球做对心碰撞来验证动量守恒定律,图中AB是斜槽,BC是水平槽,它们连接平滑,O点为重锤线所指的位置.实验时先不放置被碰球2,让球1从斜槽上的某一固定位置G由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹,重复10次.然后将球2置于水平槽末端,让球1仍从位置G由静止滚下,和球2碰撞.碰后两球分别在记录纸上留下各自的痕迹,重复10次.实验得到小球的落点的平均位置分别为 M、N、P.

  1. (1) 在此实验中,球1的质量为m1 , 球2的质量为m2 , 需满足m1m2(选填“大于”、“小于”或“等于”).

  2. (2) 被碰球2飞行的水平距离由图中线段表示.

  3. (3) 若实验结果满足 =,就可以验证碰撞过程中动量守恒.

有一个竖直固定放置的四分之一光滑圆弧轨道,轨道圆心O到地面的高度为h,小球从轨道最高点A由静止开始沿着圆弧轨道滑下,从轨道最低点B离开轨道,然后做平抛运动落到水平地面上的C点,C点与A点的水平距离也等于h,则下列说法正确的是(   )

A . 当小球运动到轨道最低点B时,轨道对它的支持力等于重力的4倍 B . 小球在圆弧轨道上运动的过程中,重力对小球的冲量在数值上大于圆弧的支持力对小球的冲量 C . 根据已知条件可以求出该四分之一圆弧轨道的轨道半径为0.2h D . 小球做平抛运动落到地面时的速度与水平方向夹角θ的正切值tanθ=0.5
如图所示,倾角为θ的足够长的斜面上,质量为m的物块a恰好静止在距离斜面顶端A点为l的位置。质量也为m的光滑物块b从斜面顶端A点由静止释放,与物块a发生瞬间弹性碰撞。已知物块a与物块b均可视为质点,每次碰撞都是瞬间弹性碰撞,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为g,则

  1. (1) 物块b与物块a第一次碰撞后,速度分别多大?
  2. (2) 物块b与物块a第一次碰撞后,经过多长时间第二次碰撞?两次相碰间隔多远?
  3. (3) 设斜面上有一点B(图上未画出),AB之间粗糙程度相同,B点以下是光滑的,要使物块b与物块a仅发生三次碰撞,AB之间的距离应该在什么范围内?
如图所示,A为内表面光滑的薄壁金属盒,其质量mA=0.5kg,底面长L=2.0m。A的中央位置放有可视为质点、质量mB=1.0kg的小球B.在A左侧与A相距s=0.61m处有一可视为质点、质量为mc=0.5kg的物块C,开始以v0=6.2m/s的速度向右沿直线运动,与A碰撞后粘在一起。已知A、C与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.2,不考虑各物体相互碰撞的时间及B与A碰撞时的机械能损失,三物体始终在一条直线上运动,取g=10m/s2 . 求:

  1. (1) C与A碰撞时速度的大小;
  2. (2) 从C与A结为一体到最后三物体都静止所经历的时间。
如图所示,质量为m的小物体以水平初速度v0滑上原来静止在光滑水平轨道上的质量为M的小车上,物体与小车上表面的动摩擦因数为μ,小车足够长,求:

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  1. (1) 物体从滑上小车到相对小车静止所经历的时间;
  2. (2) 物体相对小车滑行的距离是多少;
  3. (3) 从物体滑上小车到相对小车静止的这段时间内小车通过的距离是多少。
如图所示为某款弹射游戏示意图,光滑平台面上有固定发射器、固定竖直光滑圆轨道、四分之一粗糙圆轨道AB(末端与平台面相切并可在平台上移动)。将发射器的弹簧压缩一定距离后释放,粗糙小球从O点弹出并从C点进入圆轨道绕转一周后继续在平直轨道上前进,从A点沿AB向上运动。已知小球质量m=1kg,滑块AB的质量M=1kg,竖直光滑圆轨道半径R1=1.0m,四分之一圆轨道AB半径R2=1.7m,小球到达竖直圆轨道最高点时对轨道的压力为F=5N,忽略空气阻力,小球可视为质点。取g=10m/s2 , 求:

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  1. (1) 小球被弹射前弹簧被压缩到最短时的弹性势能。
  2. (2) 若滑块AB固定,小球恰能到达滑块的最高点B,则小球离开弹簧到运动到B点过程中克服摩擦力做的功
  3. (3) 若解除滑块AB固定,换用同质量光滑小球重复上述过程,当小球恰运动到四分之一圆轨道最高点B的瞬间,锁定滑块AB,小球离开滑块后在空中运动到最小速度最小时水平位移和竖直位移的比值多大?
如图所示,在光滑水平面上的平板小车,质量为m1 , 其左端放有质量为m2的铁块(可视为质点),若铁块随同小车均以v0 =3m/s的速度向右做匀速运动,小车将与竖直墙壁发生正 撞,碰撞时间忽略不计。碰撞时无动能损失,已知铁块与平板车之间的动摩擦因数 ,重力加速度g=10m/s2铁块始终不从小车上掉下来。求:

  1. (1) 若 ,小车与墙壁碰后,小车和铁块中谁的速度先

    达到零?铁块向右运动的最大位移为多少?

  2. (2) 若 ,且满足题意的小车的最小长度为5m,求m1 与m2的比值为多少?
  3. (3) 若m1=1kg, m2=2kg,小车和墙第一次相碰以后,小车所走的总路程为多少?
质量为M的小车静止于光滑的水平面上,小车的上表面和 圆弧轨道均光滑。如图所示,一个质量为m的小球以速度 水平冲向小车,当小球返回左端脱离小车时,下列说法中正确的是(   )

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A . 小球一定沿水平方向向左做平抛运动 B . 小球一定沿水平方向向右做平抛运动 C . 小球相对小车可能做自由落体运动 D . 小球相对地面可能做自由落体运动
如图所示为某工厂检测产品质量的模型图,质量m=3kg的合格产品(可视为质点)在离A点竖直距离为h=2m的地方由静止释放,产品沿A点切线方向进入质量为M=5kg、半径为R=1.2m的半圆凹槽(边界厚度可忽略,槽内壁和下表面光滑),凹槽紧靠左边固定竖桩N。产品从C点飞出,并无机械能损失水平飞入平台EF,产品与平台之间的动摩擦因数为0.45,最终停在F点,不合格产品不能到F点,求∶

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  1. (1) 在B点凹槽轨道对产品的弹力大小;
  2. (2) C、E两点竖直距离;
  3. (3) 平台EF的长度。
长为l的不可伸长的细绳一端固定在O点,一端栓接质量为m的小球,质量均为m的滑块与长木板在光滑地面一起向右运动,滑块与静止的小球发生弹性正碰,小球恰能做完整的圆周运动,最终滑块停在板的中点,已知滑块与滑板之间的动摩擦因数为 ,求:

  1. (1) 碰后瞬间细绳上的拉力大小;
  2. (2) 长木板的长度;
  3. (3) 若改变滑块与木板的初速度,碰撞后细绳始终保持绷紧且滑块没有滑离长木板,则初速度应该满足什么要求。
如图所示,三辆完全相同的平板小车a、b、c成一直线排列,静止在光滑水平面上。c车上有一小孩跳到b车上,接着又立即从b车跳到a车上。小孩跳离c车和b车时对地的水平速度相同。他跳到a车上相对a车保持静止,此后 (   )

A . a、b两车运动速率相等 B . a、c两车运动速率相等 C . 三辆车的速率关系vc>va>vb D . a、c两车运动方向相反
光滑水平面上放着一异形物块b,其曲面是四分之一光滑圆弧,在它的最低点放着一个静止的小球c,如图所示。滑块a以初速度v0水平向左运动,与b碰撞后迅速粘在一起。已知a、b、c的质量均为m,小球c不能从物块b的上端离开,在它们相互作用与运动的全过程中 (  )

A . a、b、c组成的系统动量守恒 B . a、b、c组成的系统机械能不守恒 C . 小球c在曲面上上升的最大高度为 D . 小球c在曲面上上升的最大高度为
(多选)如图所示,长为L、质量为2m的长木板B放在光滑的水平面上,质量为m的铁块A放在长木板右端。一质量为m的子弹以速度v0射入木板并留在其中,铁块恰好不滑离木板。子弹射入木板中的时间极短,子弹、铁块均视为质点,铁块与木板间的动摩擦因数恒定,重力加速度为g,则 (  )

A . 整个过程中子弹、A,B三者构成的系统动量守恒 B . 木板获得的最大速度为 v0 C . 铁块获得的最大速度为 v0 D . 铁块与木板之间的动摩擦因数为
某实验小组设计了如图甲所示的实验装置来验证碰撞中的动量守恒定律,图中A、B是两个质量相同的小车。实验前,先平衡摩擦力,只将小车A放在长木板上,并与纸带相连,将长木板装有打点计时器的一端适当垫高,打点计时器接通电源,给小车A一个沿斜面向左的初速度,如果纸带上打出的点间隔均匀,则表明摩擦力已平衡。回答下列问题:

  1. (1) 将小车B放在长木板上并在小车B上放上适当的砝码,接通打点计时器的电源,给小车A一个初速度,小车A与小车B发生碰撞并粘在一起向前运动,打出的纸带如图乙所示,纸带上的点为连续打出的点,测出纸带上两段连续5个间隔的长度分别为s1、s2。纸带的左端与打点计时器相连,若打点计器连接的交流电的频率为f,小车A与小车B相碰前的速度为v1=,碰撞后两车的共同速度为v2=
  2. (2) 测得小车A(包括橡皮泥)质量为mA , 小车B和车中砝码的总质量为mB , 若表达式成立,则A、B两车碰撞过程动量守恒;
  3. (3) 如果打点计时器连接交流电的频率实际小于f,则对实验结果(填“有”或“无”)影响。
如图甲所示,质量为2kg的物体静止在水平地面上,与地面间的动摩擦因数为0.4,与地面间的最大静摩擦力为9N。t=0时刻起,物体受到一个水平向右的力F作用,其大小随时间变化的关系如图乙所示,重力加速度g取10m/s2 , 则(   )

A . t=0到t=4s时间内摩擦力的冲量为零 B . t=4s时物体开始运动 C . t=6s时物体的速度大小为 D . t=11s时物体恰好停止运动
在水平面上固定一粗糙斜面,先让一滑块从斜面顶端由静止下滑到底端,再让滑块以某一速度从底端上滑刚好能滑到顶端,用照相机记录滑块下滑和上滑的频闪照片如图所示。已知照片上相邻位置的时间间隔相等,下列说法正确的是(   )

A . 图甲是滑块上滑的频闪照片 B . 滑块下滑时的速度变化快 C . 滑块下滑到底端时的速度大于其沿斜面上滑时的初速度 D . 滑块下滑过程中重力的冲量大于上滑过程中重力的冲量
如图所示,一个质量为物体在水平拉力F的作用下匀加速前进了时间t,物体与水平地面间的动摩擦因数为 , 则在此过程中 (   )

A . 地面对物体支持力的冲量大小为零 B . 合力对物体的冲量大小为零 C . 摩擦力对物体的冲量大小为 D . 物体动量改变的大小为