動量守恆定理大題50題

2023-01-09 18:42:04 字數 4802 閱讀 6942

1.(18分)如圖(a)所示,「 」型木塊放在光滑水平地面上,木塊水平表面ab粗糙,光滑表面bc且與水平面夾角為θ=37°.木塊右側與豎直牆壁之間連線著乙個力感測器,當力感測器受壓時,其示數為正值;當力感測器被拉時,其示數為負值.乙個可視為質點的滑塊從c點由靜止開始下滑,運動過程中,感測器記錄到的力和時間的關係如圖(b)所示.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2.求:

(1) 斜面bc的長度;

(2) 滑塊的質量;

(3) 運動過程中滑塊克服摩擦力做的功.

2. (11分)甲、乙兩船在平靜的湖面上以相同的速度勻速航行,且甲船在前乙船在後.從甲船上以相對於甲船的速度,水平向後方的乙船上拋一沙袋,其質量為m.設甲船和沙袋總質量為,乙船的質量也為.問拋擲沙袋後,甲、乙兩船的速度變化多少?

3.(2011·新課標全國卷)如圖,a、b、c三個木塊的質量均為m。置於光滑的水平面上,b、c之間有一輕質彈簧,彈簧的兩端與木塊接觸而不固連,將彈簧壓緊到不能再壓縮時用細線把b和c緊連,使彈簧不能伸展,以至於b、c可視為乙個整體,現a以初速v沿b、c的連線方向朝b運動,與b相碰並粘合在一起,以後細線突然斷開,彈簧伸展,從而使c與a,b分離,已知c離開彈簧後的速度恰為v,求彈簧釋放的勢能。

4.一質量為2m的物體p靜止於光滑水平地面上,其截面如圖所示。圖中ab為粗糙的水平面,長度為l;bc為一光滑斜面,斜面和水平面通過與ab和bc均相切的長度可忽略的光滑圓弧連線。現有一質量為m的木塊以大小為v0的水平初速度從a點向左運動,在斜面上上公升的最大高度為h,返回後在到達a點前與物體p相對靜止。

重力加速度為g。求:

(1)木塊在ab段受到的摩擦力f;

(2)木塊最後距a點的距離s。

5.( 2010·天津)如圖所示,小球a繫在細線的一端,線的另一端固定在o點,o點到水平面的距離為h。物塊b質量是小球的5倍,置於粗糙的水平面上且位於o點的正下方,物塊與水平面間的動摩擦因數為μ。現拉動小球使線水平伸直,小球由靜止開始釋放,運動到最低點時與物塊發生正碰(碰撞時間極短),**後上公升至最高點時到水平面的距離為。

小球與物塊均視為質點,不計空氣阻力,重力加速度為g,求物塊在水平面上滑行的時間t。

6.如圖,光滑水平地面上有一質量為m的小車,車上表面水平且光滑,車上裝有半徑為r的光滑四分之一圓環軌道,圓環軌道質量不計且與車的上表面相切,質量為m的小滑塊從跟車面等高的平台以v0的初速度滑上小車(v0足夠大,以至滑塊能夠滑過與環心o等高的b點),試求:

(1).滑塊滑到b點瞬間,小車速度多大?

(2).滑塊從滑上小車至滑到環心o等高的b點過程中,車的上表面和環的彈力共對滑塊做了多少功?

(3).小車所能獲得的最大速度為多少?

7.在賽車場上,為了安全起見,在車道外圍一定距離處一般都放有廢舊的輪胎組成的圍欄。在一次比較測試中,將廢舊輪胎改為由輕彈簧連線的緩衝器,緩衝器與牆之間用輕繩束縛。

如圖所示,賽車從c處由靜止開始運動,牽引力恒為f,到達o點與緩衝器相撞(設相撞時間極短),而後他們一起運動到d點速度變為零,此時發動機恰好熄滅(即牽引力變為零)。已知賽車與緩衝器的質量均為m,od相距為s,co相距4s,賽車運動時所受地面摩擦力大小始終為,緩衝器的底面光滑,可無摩擦滑動,在o點時彈簧無形變。問:

(1).輕彈簧的最大彈性勢能為多少?

(2).賽車由c點開始運動到被緩衝器彈回後停止運動,賽車克服摩擦力共做了多少功?

8.某學生實驗小組為了搞清楚功、能、動量之間的關係,設計了如下實驗:

㈠主要實驗器材:一塊正方形的軟木塊,其邊長d=16cm,質量m=40g;一支出射速度能夠連續可調的**,其子彈的質量m=10g;……

㈡主要實驗過程:首先,他們把正方形的軟木塊固定在桌面上,當子彈以20m/s的水平速度從正面射入該木塊後,實驗小組測得了子彈能夠進入木塊中5cm的深度。然後,他們把該木塊放在光滑的水平面上(例如氣墊導軌上),子彈再次從正面射入該木塊,……。

在後者情況下,請你利用力學知識,幫助他們分析和**以下幾個問題:

(1).若子彈仍以20m/s的水平速度射入木塊,子彈最多能進入木塊中的深度有多大?

(2).若子彈仍以20m/s的水平速度射入木塊,在子彈射入木塊的過程中,系統損失的機械能和產生的熱量各是多少?

(3).為了使子彈能夠穿透該木塊,那麼子彈的入射速度大小不能低於多少?

9.如圖所示,質量為1kg的小物塊以5m/s的初速度滑上一塊原來靜止在水平面上的木板,木板質量為4kg,木板與水平面間的動摩擦因數為0.02,經時間2s後,小物塊從木板另一端以1m/s相對於地的速度滑出,g=10m/s2,求這一過程中木板的位移和系統在此過程中因摩擦增加的內能.

10.如圖所示,在光滑水平面上有木塊a和b,ma=0.5kg,mb=0.

4kg,它們的上表面是粗糙的,今有一小鐵塊c,mc=0.1kg,以初速v0=10m/s沿兩木塊表面滑過,最後停留在b上,此時b、c以共同速度v=1.5m/s運動,求:

(1)a運動的速度va=?

(2)c剛離開a時的速度vc′=?

11.相隔一定距離的a、b兩球,質量均為m,假設它們之間存在恆定斥力作用,原來兩球被按住,處於靜止狀態.現突然鬆開兩球,同時給a球以速度v0,使之沿兩球連線射向b球,而b球初速為零.

設軌道光滑,若兩球間的距離從最小值(兩球未接觸)到剛恢復到原始值所經歷的時間為t,求兩球間的斥力.

12.人做「綁緊跳」運動,用原長為15m的橡皮繩拴住身體往下躍.若此人的質量為50kg,從50m高處由靜止下落到運動停止瞬間所用時間為4s,求橡皮繩對人的平均作用力.

(g取10m/s2,保留兩位有效數字)

13.如圖所示,在小車的一端高h的支架上固定著乙個半徑為r的1/4圓弧光滑導軌,一質量為m =0.2kg的物體從圓弧的頂端無摩擦地滑下,離開圓弧後剛好從車的另一端擦過落到水平地面,車的質量m=2kg,車身長l=0.

22m,車與水平地面間摩擦不計,圖中h =0.20m,重力加速度g=10m/s2,求r.

14.蹦床是運動員在一張繃緊的彈性網上蹦跳、翻滾並做各種空中動作的運動專案。乙個質量為60kg的運動員,從離水平網面3.

2m高處自由下落,著網後沿豎直方向蹦回到離水平網面5.0m高處.已知運動員與網接觸的時間為1.

2s.若把在這段時間內網對運動員的作用力當作恒力處理,求此力的大小.(g=10m/s2)

15. 如圖所示,甲、乙兩輛完全一樣的小車,質量鬱為m,乙車內用繩吊一質重為m/2的小球,當乙車靜止時,甲車以速度v與乙車相碰,碰後連為一體,求剛

碰後兩車的速度及當小球擺到最高點時的速度.

16. (2023年廣州市一模第36題)如圖36所示的凹形場地,兩端是半徑為l的光滑圓弧面,中間是長為4l的粗糙水平面.質量為3m的乙開始停在水平面的中點o處,質量為m的甲從光滑圓弧面的a處無初速度地滑下,進入水平面後與乙碰撞,且碰後以碰前一半的速度**.已知甲、乙與水平面的動摩擦因數分別為μ1、μ2,且μ1=2μ2.甲、乙的體積大小忽略不計.求:

(1)甲與乙碰撞前的速度.

(2)碰後瞬間乙的速度.

(3)甲、乙在o處發生碰撞後,剛好不再發生碰撞,甲、乙停在距b點多遠處.

17. (2023年廣東高考第19題改)如圖19所示,水平地面上靜止放置著物塊b和c,相距=1.0m 。

物塊a以速度=10m/s沿水平方向與b正碰。碰撞後a和b牢固地粘在一起向右運動,並再與c發生正碰,碰後瞬間c的速度=2.0m/s 。

已知a和b的質量均為m,c的質量為a質量的k倍,物塊與地面的動摩擦因數=0.45.(設碰撞時間很短,g取10m/s2)

試計算與c碰撞前瞬間ab的速度。

18. 如圖所示,光滑半圓軌道豎直放置,半徑為r,一水平軌道與圓軌道相切,在水平光滑軌道上停著乙個質量為m = 0.99kg的木塊,一顆質量為m = 0.

01kg的子彈,以vo = 400m/s的水平速度射入木塊中,然後一起運動到軌道最高點水平丟擲,當圓軌道半徑r多大時,平拋的水平距離最大? 最大值是多少? (g取10m/s2)

19. (2023年廣州市二模第35題)質量為m的a球和質量為3m的b球分別用長為l的細線a和b懸掛在天花板下方,兩球恰好相互接觸,且離地面高度。用細線c水平拉起a,使a偏離豎直方向θ=60°,靜止在如圖8所示的位置。

b能承受的最大拉力fm=3.5mg,重力加速度為g。

(1)a靜止時,a受多大拉力?

(2)剪斷c,求:

①a與b發生碰撞前瞬間的速度大小。

②若a與b發生彈性碰撞,求碰後瞬間b的速度大小。

③判斷b是否會被拉斷?如果不斷,求b上公升的最大高度;如果被拉斷,求b丟擲的水平距離。

20. (山東09)如圖所示,光滑水平面軌道上有三個木塊,a、b、c,質量分別為mb=mc=2m,ma=m,a、b用細繩連線,中間有一壓縮的彈簧 (彈簧與滑塊不栓接)。開始時a、b以共同速度v0運動,c靜止。

某時刻細繩突然斷開,a、b被彈開,然後b又與c發生碰撞並粘在一起,最終三滑塊速度恰好相同。求b與c碰撞前b的速度。

21. 一輕質彈簧,兩端連線兩滑塊a和b,已知ma=0.99kg , mb=3kg,放在光滑水平桌面上,開始時彈簧處於原長。

現滑塊a被水平飛來的質量為mc=10g,速度為400m/s的子彈擊中,且沒有穿出,如圖所示,試求:

(1)子彈擊中a的瞬間a和b的速度

(2)以後運動過程中彈簧的最大彈性勢能

(3)b可獲得的最大動能

22. 如圖所示,平板小車a在光滑的水平面上向左運動,va=2 m/s。現有小物體b(可看作質點)從小車a的左端向右水平地滑上小車, vb=6m/s,a、b間的動摩擦因數是0.

1。a、b的質量相同。最後b恰好未滑下a,且a、b以共同的速度運動,g=10m/s2。

求:(1)a、b共同運動的速度;

(2)a向左運動的最大位移。

23. 如下圖所示是固定在水平地面上的橫截面為「」形的光滑長直導軌槽,槽口向上(圖為俯檢視)。槽內放置乙個木質滑塊,滑塊的左半部是半徑為r的半圓柱形光滑凹槽,木質滑塊的寬度為2r,比「」形槽的寬度略小。

現有半徑r(r<(1)當金屬小球滑離木質滑塊時,金屬小球和木質滑塊的速度各是多大;

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