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高中物理
1.4 美妙的守恒定律
1.4 美妙的守恒定律 知识点题库
如图所示,甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为10
m
、12
m
, 两船沿同一直线同一方向运动,速率分别为2
v
0
、
v
0
, 为避免两船相撞,乙船上的人将一质量为
m
的货物沿水平方向抛向甲船,甲船上的人将货物接住.不计水的阻力.则抛出货物的最小速率是()
A .
v
0
B .
2
v
0
C .
3
v
0
D .
4
v
0
两球相向运动,发生正碰,弹性碰撞后两球均静止,于是可以判定,在弹性碰撞以前两球()
A .
质量相等
B .
速度大小相等
C .
动量大小相等
D .
以上都不能判定
质量分别为m
1
、m
2
的小球在一直线上做弹性碰撞,它们在碰撞前后的位移时间图象如图.如果m
1
=2kg则m
2
等于( )
A .
6kg
B .
2kg
C .
5kg
D .
4kg
两个小球在光滑水平面上沿同一直线,同一方向运动,B球在前,A球在后,m
A
=1kg,m
B
=2kg,v
A
=6m/s,v
B
=3m/s,当A球与B球发生碰撞后,A、B两球速度可能为( )
A .
v
A
=4m/s,v
B
=4m/s
B .
v
A
=2m/s,v
B
=5m/s
C .
v
A
=﹣4m/s,v
B
=6m/s
D .
v
A
=7m/s,v
B
=2.5m/s
在光滑水平地面上有两个相同的弹性小球A、B,质量都为m.现B球静止,A球向B球运动,发生正碰.已知碰撞过程中总机械能守恒,两球压缩最紧时的弹性势能为E
P
, 则碰前A球的速度等于( )
A .
B .
C .
2
D .
2
一个物体静置于光滑水平面上,外面扣一质量为M的盒子,如图甲所示。现给盒子一初速度v
0
, 此后,盒子运动的v-t图象呈周期性变化,如图乙所示,据此可知盒内物体的质量是
。
如图所示,有半径相同的小球a、b,a球质量为2m,b球质量为m,b球位于光滑轨道ABC的水平段BC的末端C处。a球从距BC水平面高h的A处由静止滑下,在C处与b球发生弹性正碰。求:
(1) 碰前瞬间a球的速度v;
(2) 两球在水平地面DE上的落点间的距离s。
如图所示,B、C、D、E、F 5个小球并排放置在光滑的水平面上,B、C、D、E 4个小球质量相等,而F的质量小于B的质量,A的质量等于F的质量。A以速度v
0
向右运动,所发生的碰撞均为弹性碰撞,则碰撞之后( )
A .
3个小球静止,3个小球运动
B .
4个小球静止,2个小球运动
C .
5个小球静止,1个小球运动
D .
6个小球都运动
质量为m的均匀木块静止在光滑水平面上,木块左右两侧各有一位拿着完全相同步枪和子弹的射击手。首先左侧开枪,子弹水平射入木块的最大深度为
,待子弹与木块共速后右侧开枪,子弹水平射入木块的最大深度为
。子弹均未射穿木块,且两颗子弹与木块之间的作用力大小均相同,则下列正确的为( )
A .
最终木块向左运动
B .
最终木块静止不动
C .
D .
如图所示,质量为
的木块A,静止在质量
的长木板B的左端,长木板停止在光滑的水平面上,一颗质量为
的子弹,以
的初速度水平从左向右迅速射穿木块,穿出后子弹的速度为
,木块此后恰好滑行到长木板的中央相对木板静止。已知木块与木板间的动摩擦因数
,
,并设A被射穿时无质量损失。求:
(1) 子弹射穿A时,A的速度大小。
(2) A、B的共同速度大小。
(3) A在滑行过程中,系统产生的热量及B的长度。
如图所示,粗糙的水平面连接一个竖直平面内的半圆形光滑轨道,其半径为R=0.1m,半圆形轨道的底端放置一个质量为m=0.1kg的小球B,水平面上有一个质量为M=0.3kg的小球A以初速度v
0
=4.0m/s开始向着木块B滑动,经过时间t=0.80s与B发生弹性碰撞。设两小球均可以看作质点,它们的碰撞时间极短,且已知木块A与桌面间的动摩擦因数μ=0.25,求:
(1) 两小球碰前A的速度;
(2) 球碰撞后A,B的速度大小;
(3) 小球B运动到最高点C时对轨道的压力。
质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线同一方向运动,A球的动量是9 kg·m/s,B球的动量是5 kg·m/s,当A球追上B球时发生碰撞,则碰撞后A、B两球的动量可能值是
A .
=7 kg·m/s,
=7 kg·m/s
B .
=6 kg·m/s,
=8 kg·m/s
C .
=–2 kg·m/s,
=16 kg·m/s
D .
=–4 kg·m/s,
=17 kg·m/s
如图甲所示,粗糙水平面上有两个可视为质点的滑块P、Q放置在相距l=2.25m的A、B两点,其中P的质量为m
1
=0.1kg,P、Q与水平面的动摩擦因数均为μ=0.2。某时刻滑块P以v
0
=5m/s的初速度向静止的Q运动,与Q发生没有机械能损失的正碰后在水平面上滑行一段距离同时停下来,碰撞时间很短可不计,g=10m/s
2
, 求:
(1) 滑块Q的质量m
2
;
(2) 若紧靠B点切接一个竖直平面内的光滑半圆轨道(如图乙),滑块Q在半圆轨道上运动期间不脱轨,求半圆轨道的半径范围;
如图所示,在水平地面上固定一倾角为
的足够长斜面,斜面上有两个质量均为
的小物块A、B。
时刻,A、B间的距离为
,此时A、B的瞬时速度方向均沿斜面向上,大小分别为
,若A与斜面间的摩擦力不计,B与斜面间的动摩擦因数为
,A、B之间的碰撞时间极短,已知重力加速度
,从
时刻起,在此后的运动过程中,求:
(1) A、B发生碰撞前,它们之间的最远距离;
(2) A、B发生碰撞的时刻;
(3) 碰撞后瞬间,B的动能大小的取值范围。
在研究原子物理时,科学家们经常借用宏观的力学模型模拟原子间的相互作用,如图所示,将一个半径为R的内壁光滑的圆管轨道(R远大于圆管直径)平放在水平地面上并固定,A、B、C、D四个点将圆轨道等分为四等份,在轨道的A点静止放着一个甲球,某一时刻另一个乙球从D点以某一速度沿顺时针方向运动,与甲球发生弹性碰撞,小球(可视为质点)直径略小于轨道内径,已知乙球质量远大于甲球的质量,则下列说法正确的是( )
A .
第一次碰撞后瞬间乙球被反向弹回
B .
第一次碰撞后到第二次碰撞前,乙球做非匀速圆周运动
C .
第一次碰撞后到第二次碰撞前,甲、乙两球向心加速度大小之比为2:1
D .
第二次碰撞在A点
如图所示,在光滑的水平面上有2 020个完全相同的小球等间距地排成一条直线,均处于静止状态。现给第一个小球初动能E
k
, 若小球间的所有碰撞均为对心完全非弹性碰撞,则整个碰撞过程中损失的机械能总量为 ( )
A .
E
k
B .
E
k
C .
E
k
D .
E
k
如图(a),质量为m的篮球从离地H高度处由静止下落,与地面发生一次非弹性碰撞后反弹至离地h的最高处。设篮球在运动过程中所受空气阻力的大小是篮球所受重力的
倍(
为常数且
),且篮球每次与地面碰撞的碰后速率与碰前速率之比相同,重力加速度大小为g。
(1) 求篮球与地面碰撞的碰后速率与碰前速率之比;
(2) 若篮球反弹至最高处h时,运动员对篮球施加一个向下的压力F,使得篮球与地面碰撞一次后恰好反弹至h的高度处,力F随高度y的变化如图(b)所示,其中
已知,求
的大小;
(3) 篮球从H高度处由静止下落后,每次反弹至最高点时,运动员拍击一次篮球(拍击时间极短),瞬间给其一个竖直向下、大小相等的冲量I,经过N次拍击后篮球恰好反弹至H高度处,求冲量I的大小。
某冰壶队为了迎接冬奥会,积极开展训练。某次训练中使用的红色冰壶A和蓝色冰壶B的质量均为20kg,初始时两冰壶之间的距离s=7.5m,运动员以v
0
=2m/s的初速度将红色冰壶A水平掷出后,与静止的蓝色冰壶B碰撞,碰后红色冰壶A的速度大小变为vA=0.2m/s,方向不变,碰撞时间极短。已知两冰壶与冰面间的动摩擦因数均为μ=0.02,重力加速度g=10m/s
2
。求:
(1) 红色冰壶A从开始运动到停下所需的时间;
(2) 两冰壶碰撞过程中损失的机械能。
在冰壶比赛中,红壶以一定速度与静止在大本营中心的蓝壶发生对心碰撞,碰撞时间极短,如图甲所示。碰后运动员用冰壶刷摩擦蓝壶前进方向的冰面,来减小阻力。碰撞前后两壶运动的v-t 图线如图乙中实线所示,其中红壶碰撞前后的图线平行,已知两壶质量相等,由图像可得( )
A .
碰撞后,蓝壶经过 5S 停止运动
B .
红、蓝两壶的碰撞过程是弹性碰撞
C .
碰撞后,蓝壶的瞬时速度为0.8m/s
D .
红、蓝两壶从碰后至停止的运动过程中,所受摩擦力的冲量之比为 1:5
如图所示,足够长的斜面体被固定在水平面上,底端固定一个弹性挡板,挡板垂直于斜面体,斜面倾角为
, A、B两个可视为质点的物块静止在斜面上,与斜面的动摩擦因数都为
, 物块A到挡板的距离是
。A、B的质量分别是m、km(其中k值小于1),现在给B一个初速度
, 所有碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。
(1) A、B第一次碰撞后A、B的速度大小;
(2) A、B恰好发生第二次碰撞且碰撞位置距离挡板最远,则k值的大小。
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