動量守恆定律

2023-01-01 08:24:04 字數 4291 閱讀 2403

一.選擇題

1.(2013天津)我國女子短道速滑隊在今年世錦賽上實現女子3000m接力三連冠.觀察發現,「接棒」的運動員甲提前站在「交捧」的運動員乙前面.並且開始向前滑行,待乙追上甲時,乙猛推甲一把,使甲獲得更大的速度向前衝出.在乙推甲的過程中,忽略運動員與冰面間在水平方向上的相互作用,則(  )

2.(2013江蘇)水平面上,一白球與一靜止的灰球碰撞,兩球質量相等.碰撞過程的頻閃**如圖所示,據此可推斷,碰撞過程中系統損失的動能約佔碰撞前動能的(  )

3.(2013福建)將靜置在地面上,質量為m(含燃料)的火箭模型點火公升空,在極短時間內以相對地面的速度v0豎直向下噴出質量為m的熾熱氣體.忽略噴氣過程重力和空氣阻力的影響,則噴氣結束時火箭模型獲得的速度大小是(  )

4.(2010南平模擬)在高速公路上發生一起交通事故,一輛質量為1500kg向南行駛的長途客車迎面撞上了一輛質量為3000kg向北行駛的卡車,碰後兩輛車接在一起,並向南滑行了一段距離後停止.根據測速儀的測定,長途客車在碰前以20m/s的速率行駛_由此可判斷卡車碰前的行駛速率(  )

5.(2010福建)如圖所示,乙個木箱原來靜止在光滑水平面上,木箱內粗糙的底板上放著乙個小木塊.木箱和小木塊都具有一定的質量.現使木箱獲得乙個向右的初速度v0,則.(填選項前的字母)(  )

6.(2006甘肅)如圖所示,位於光滑水平面上的小滑塊p和q都可視作質點,質量相等.q與輕質彈簧相連.設q靜止,p以某一初速度向q運動並與彈簧發生碰撞.在整個過程中,彈簧具有的最大彈性勢能等於(  )

a. p的初動能 b .p的初動能的1/2 c p的初動能的1/3 d p的初動能的1/4

7.(2004天津)如圖所示,光滑水平面上有大小相同的a、b 兩球在同一直線上運動.兩球質量關係為mb=2ma,規定向右為正方向,a、b 兩球的動量均為6kgm/s,運動中兩球發生碰撞,碰撞後a 球的動量增量為-4kgm/s,則(  )

8.質量為m、內壁間距為l的箱子靜止於光滑的水平面上,箱子中間有一質量為m的小物塊,小物塊與箱子底板間的動摩擦因數為μ.初始時小物塊停在箱子正中間,如圖所示.現給小物塊一水平向右的初速度v,小物塊與箱壁碰撞n次後恰又回到箱子正中間,井與箱子保持相對靜止.設碰撞都是彈性的,則整個過程中,系統損失的動能為(  )

9.(2013廈門模擬)質量為m=100㎏的小船靜止在水面上,船上左、右兩端各站著質量分別為m甲=40㎏,m乙=60㎏的游泳者,當他們在同一水平線上,甲朝左乙朝右,同時以相對河岸3m/s的速率跳離小船,不計水的阻力,小船運動速度為 (  )

1.1.(2012上海)a、b兩物體在光滑水平地面上沿一直線相向而行,a質量為5kg,速度大小為10m/s,b質量為2kg,速度大小為5m/s,它們的總動量大小為-----kgm/s;兩者相碰後,a沿原方向運動,速度大小為4m/s,則b的速度大小為------m/s.

2.(2011上海)[a、b選做一題]a.光滑水平面上兩小球a、b用不可伸長的鬆弛細繩相連.開始時a球靜止,b球以一定速度運動直至繩被拉緊,然後兩球一起運動,在此過程中兩球的總動量-----(填「守恆」或「不守恆」);機械能---(填「守恆」或「不守恆b.人造地球衛星在執行過程中由於受到微小的阻力,軌道半徑將緩慢減小.在此運動過程中,衛星所受萬有引力大小將---(填「減小」或「增大」);其動能將----(填「減小」或「增大」).

3.(2014金山區一模)質量為0.4kg的小球甲靜止在光滑水平桌面上,質量為4kg的小球乙以速度3m/s與甲相碰.相碰後,乙球的速度變為2.5m/s,碰撞前後速度在一直線上,則甲球的速度大小為-----m/s,此過程中損失的機械能為----j

4.(2014虹口區一模)如圖所示,光滑的水平面上靜止停放著質量均為m的a、b兩輛小車,a車上靜止站著乙個質量為1/3m的人.若此人從a車跳到b車上,並與b車保持相對靜止.在此過程中,a車、b車、人各自動量變化的向量和等於----.此後,a車與b車的速度大小之比為------.

5.(2013閘北區一模)a.如圖所示,光滑的半圓槽內,a球從高h處沿槽自由滑下,與靜止在槽底的b球相碰,若碰撞後a球和b球到達的最大高度均為h/9,a球、b球的質量之比為----或b.新發現的雙子星系統「克卜勒-47」有一對互相圍繞執行的恆星,執行週期為t,其中一顆大恆星的質量為m,另一顆小恆星只有大恆星質量的三分之一.已知引力常量為g.大、小兩顆恆星的轉動半徑之比為----.兩顆恆星相距-----.

答案 1

2a.解:兩小球和細繩組成的系統合外力為零,所以動量守恆;細繩拉緊的過程是非彈性碰撞,動能不守恆,即機械能不守恆.

故答案為:守恆,不守恆

答案為增大增大

34 解:在此過程中,a車、b車、人各自動量變化的向量和等於系統動量變化,

對人、a、b兩車組成的系統動量守恆,所以a車、b車、人各自動量變化的向量和等於0.規定向右為正方向,根據人、a、b兩車組成的系統動量守恆得:

解得:va:vb=4:3.故答案為:0,4:3.

5三解答題

2 (2013廣東)如圖,兩塊相同平板p1、p2至於光滑水平面上,質量均為m.p2的右端固定一輕質彈簧,左端a與彈簧的自由端b相距l.物體p置於p1的最右端,質量為2m且可以看作質點.p1與p以共同速度v0向右運動,與靜止的p2發生碰撞,碰撞時間極短,碰撞後p1與p2粘連在一起,p壓縮彈簧後被彈回並停在a點(彈簧始終在彈性限度內).p與p2之間的動摩擦因數為μ,求

(1)p1、p2剛碰完時的共同速度v1和p的最終速度v2;

(2)此過程中彈簧最大壓縮量x和相應的彈性勢能ep.

3.(2012安徽)如圖所示,裝置的左邊是足夠長的光滑水平面,一輕質彈簧左端固定,右端連線著質量 m=2kg的小物塊a.裝置的中間是水平傳送帶,它與左右兩邊的檯面等高,並能平滑對接.傳送帶始終以u=2m/s 的速率逆時針轉動.裝置的右邊是一光滑的曲面,質量m=1kg的小物塊b從其上距水平檯面h=1.0m處由靜止釋放.已知物塊b與傳送帶之間的摩擦因數μ=0.2,l=1.

0m.設物塊a、b中間發生的是對心彈性碰撞,第一次碰撞前物塊a靜止且處於平衡狀態.取g=10m/s2.

(1)求物塊b與物塊a第一次碰撞前速度大小;

(2)通過計算說明物塊b與物塊a第一次碰撞後能否運動到右邊曲面上?

(3)如果物塊a、b每次碰撞後,物塊a再回到平衡位置時都會立即被鎖定,而當他們再次碰撞前鎖定被解除,試求出物塊b第n次碰撞後的運動速度大小.

4.(2010山東)如圖所示,滑塊a、c質量均為m,滑塊b質量為3/2m,開始時a、b分別以v1、v2的速度沿光滑水平軌道向固定在右側的擋板運動,現將c無初速地放在a上,並與a粘合不再分開,此時a與b相距較近,b與擋板相距足夠遠.若b與擋板碰撞將以原速率**,a與b碰撞將粘合在一起.為使b能與擋板碰撞兩次,v1、v2應滿足什麼關係?

5.(2010寧夏)(1)用頻率為v0的光照射大量處於基態的氫原子,在所發射的光譜中僅能觀測到頻率分別為v1、v2、v3的三條譜線,且v3>v2>v1,則----

(2)如圖所示,光滑的水平地面上有一木板,其左端放有一重物,右方有一豎直的牆.重物質量為木板質量的2倍,重物與木板間的動摩擦因數為μ.使木板與重物以共同的速度v0向右運動,某時刻木板與牆發生彈性碰撞,碰撞時間極短.求木板從第一次與牆碰撞到再次碰撞所經歷的時間.設木板足夠長,重物始終在木板上.重力加速度為g.

6.(2010北京)雨滴在穿過雲層的過程中,不斷與漂浮在雲層中的小水珠相遇並結合為一體,其質量逐漸增大.現將上述過程簡化為沿豎直方向的一系列碰撞.已知雨滴的初始質量為m0,初速度為v0,下降距離l後與靜止的小水珠碰撞且合併,質量變為m1.此後每經過同樣的距離l後,雨滴均與靜止的小水珠碰撞且合併,質量依次變為m2、m3…mn…(設各質量為已知量).不計空氣阻力.

(1)若不計重力,求第n次碰撞後雨滴的速度vn;

(2)若考慮重力的影響,a.求第1次碰撞前、後雨滴的速度v1和vn′;b.求第n次碰撞後雨滴的動能

10 .(2008浙江)圖中滑塊和小球的質量均為m,滑塊可在水平放置的光滑固定導軌上自由滑動,小球與滑塊上的懸點o由一不可伸長的輕繩相連,輕繩長為l.開始時,輕繩處於水平拉直狀態,小球和滑塊均靜止.現將小球由靜止釋放,當小球到達最低點時,滑塊剛好被一表面塗有粘性物質的固定擋板粘住,在極短的時間內速度減為零,小球繼續向左擺動,當輕繩與豎直方向的夾角θ=60°時小球達到最高點.求

(1)從滑塊與擋板接觸到速度剛好變為零的過程中,擋板阻力對滑塊的衝量;

(2)小球從釋放到第一次到達最低點的過程中,繩的拉力對小球做功的大小.

答案1乙個電子的德布羅意波長和乙個中子的波長相等,則動量p亦相等,故答案選c;

2)根據玻爾原子理論,能級越高的電子離核距離越大,故電子處在n=3軌道上比處在n=5軌道上離氦核的距離近.躍遷發出的譜線條數為n(n-1)/2,

代入n=4得有6條譜線,故答案為6

3)取v0遠離空間站的方向為正方向,則a和b開始的速度為v0=0.1m/s遠離空間站,推開後,a的速度va=0.2m/s,此時b的速度為vb,根據動量守恆定律有:

(ma+mb)v0=m**a+mbvb 代入資料解得:vb=0.02m/s方向沿遠離空間站方向;

動量守恆定律

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