高中物理 第十六章 動量守恒定律檢測 新人教版選修3-5

1、第十六章 動量守恒定律(時間60分鐘，滿分100分)一、選擇題(本大題共7個小題，每小題7分，共49分。在四個選項中，至少有一個選項符合題目要求，全部選對的得7分，選不全的得3分，有錯選或不選的得0分)1豎直上拋一個物體，不計阻力，取向上為正方向，則物體在空中運動的過程中，動量變化p隨時間t變化的圖線是圖1中的()圖1解析：根據(jù)題意，由動量定理pmgt，即p與t大小成正比，而方向與重力方向相同，均為負(fù)，C選項正確。答案：C2一航天器完成對月球的探測任務(wù)后，在離開月球的過程中， 由靜止開始沿著與月球表面成一傾角的直線飛行，先加速運動，再勻速運動，探測器通過噴氣而獲得推動力，以下關(guān)于噴氣方向的描述

2、中正確的是()A探測器加速運動時，沿直線向后噴氣B探測器加速運動時，豎直向下噴氣C探測器勻速運動時，豎直向下噴氣D探測器勻速運動時，不需要噴氣解析：由題意知，航天器所受重力和推動力的合力沿飛行的直線方向。故只有選項C正確。答案：C3質(zhì)量為M的砂車，沿光滑水平面以速度v0做勻速直線運動，此時從砂車上方落入一個質(zhì)量為m的大鐵球，如圖2所示，則鐵球落入砂車后，砂車將()A立即停止運動 圖2B仍勻速運動，速度仍為v0C仍勻速運動，速度小于v0D做變速運動，速度不能確定解析：砂車及鐵球組成的系統(tǒng)，水平方向不受外力，水平方向動量守恒，所以有Mv0(Mm)v，得vv0v0，故選C。答案：C4一粒鋼球從靜止?fàn)?/p>

3、態(tài)開始自由下落，然后陷入泥潭中。若把鋼珠在空中下落的過程稱為過程，進入泥潭直到停止的過程稱為過程，則()A過程中鋼珠的動量的改變量等于重力的沖量B過程中阻力的沖量的大小等于過程中重力的沖量的大小C過程中鋼珠克服阻力所做的功等于過程與過程中鋼珠所減小的重力勢能之和D過程中損失的機械能等于過程中鋼珠所增加的動能解析：過程中合力的沖量等于重力的沖量，故選項A正確。對全程應(yīng)用動量定理，因初狀態(tài)和末狀態(tài)速度均為零，則過程中阻力的沖量的大小等于全程重力沖量的大小，故選項B錯誤。對全程應(yīng)用動能定理可知，過程中鋼珠克服阻力所做的功等于全程重力所做的功，即等于全程重力勢能的減小量，故選項C正確。過程中損失的機械

4、能用鋼珠克服阻力所做的功來度量，過程中鋼珠所增加的動能用過程中鋼珠的重力所做的功來度量，因鋼珠克服阻力所做的功大于過程中鋼珠的重力所做的功，所以過程中損失的機械能大于過程中鋼珠所增加的動能，故選項D錯誤。答案：AC5一平板小車靜止在光滑的水平地面上，甲、乙兩人分別站在車上左、右端，當(dāng)兩人同時相向而行時，發(fā)現(xiàn)小車向左移動，則()A若兩人質(zhì)量相等，必定是v甲v乙B若兩人質(zhì)量相等，必定是v甲v乙C若兩人速率相等，必定是m甲m乙D若兩人速率相等，必定是m甲m乙解析：甲、乙兩人和車構(gòu)成的系統(tǒng)動量守恒，m甲v甲m乙v乙m車v車，由于車向左移動，故m甲v甲m乙v乙，當(dāng)m甲m乙時，v甲v乙；當(dāng)v甲v乙時，m甲

5、m乙，所以選項A、C正確。答案：AC6水平推力F1和F2分別作用于水平面上等質(zhì)量的a、b兩物體上，作用一段時間后撤去推力，物體將繼續(xù)運動一段時間后停下，兩物體的vt圖象分別如圖3中OAB、OCD所示，圖中ABCD，則()AF1的沖量大于F2的沖量 圖3BF1的沖量等于F2的沖量C兩物體受到的摩擦力大小相等D兩物體受到的摩擦力大小不等解析：設(shè)F1、F2的作用時間分別為t1、t2，則由圖知t1t2，當(dāng)只有摩擦力Ff作用時，由ABCD知圖線斜率相同，則加速度相同，由牛頓第二定律知，摩擦力Ff相同，故C選項正確，D選項錯誤；對a，由動量定理得：F1t1Fft1mvA；對b同理可得：F2t2Fft2mv

6、C。由圖象知：vAvC，t1t2，mvAmvC，所以F1t1Fft1F2t2Fft2，因此，F(xiàn)2t2F1t1，即A、B選項均錯。答案：C7(2012廣西南寧月考)如圖4所示，在光滑水平面上，質(zhì)量為m的小球A和質(zhì)量為 m的小球B通過輕彈簧相連并處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧處于自然伸長狀態(tài)；質(zhì)量為m的小球C以初速度v0沿AB連線向右勻速運動，并與小球A發(fā)生彈性碰撞。在小球B的右側(cè)某位置固定一塊彈性擋板(圖中未畫出)，當(dāng)小球B與擋板發(fā)生正碰后立刻將擋板撤走。不計所有碰撞過程中的機械能損失，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，小球B與擋板的碰撞時間極短，碰后小球B的速度大小不變，但方向相反。則B與擋板碰后彈簧彈性勢能的最大

7、值Em可能是()圖4AmvB.mvC.mv D.mv解析：質(zhì)量相等的C球和A球發(fā)生彈性碰撞后速度交換，當(dāng)A、B兩球的動量相等時，B球與擋板相碰，則碰后系統(tǒng)總動量為零，則彈簧再次壓縮到最短即彈性勢能最大(動能完全轉(zhuǎn)化為彈性勢能)，根據(jù)機械能守恒定律可知，系統(tǒng)損失的動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能Epmv。選項B正確；當(dāng)B球速度恰為零時與擋板相碰，則系統(tǒng)動量不變化，系統(tǒng)機械能不變；當(dāng)彈簧壓縮到最短時，mv04mv1/3，彈性勢能最大，由功能關(guān)系和動量關(guān)系可求出Epmvmvmv。所以，彈性勢能的最大值介于二者之間都有可能，選項C正確。答案：BC二、填空、實驗題(本大題共4小題，共36分。把答案填在題中橫線上或按要

8、求作答)8(8分)如圖5所示，質(zhì)量為3.0 kg的小車在光滑水平軌道上以2.0 m/s速度向右運動。一股水流以2.4 m/s的水平速度自右向左射向小車后壁，已知水流流量為5.0105 m3/s，射到車壁的水全部流入車廂 圖5內(nèi)，則經(jīng)過t_s時間小車就開始反向運動。(水的密度為1.0103 kg/m3)解析：設(shè)M3.0 kg，v12.0 m/s，v2.4 m/s，1.0103 kg/m3，Q5.0105 m3/s，射向小車的水流質(zhì)量為m時，小車停止運動。由動量守恒定律有mvMv10即m kg2.5 kg由題意知mQt則t s50 s答案：509(8分)如圖6所示，A、B經(jīng)細(xì)繩相連掛在彈簧下靜止不

9、動，A的質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為M，當(dāng)A、B間繩突然斷開，物體A上升到某位置時速度為v，這時B下落速度為u，在這段時間內(nèi)彈簧彈力對物體A的沖量為_。解析：設(shè)這段時間t內(nèi)彈簧彈力對物體A的沖量為I取豎直向上為正方向，根據(jù)動量定理 圖6ImgtmvMgtMu由得Im(vu)答案：m(vu)10(9分)如圖7所示，一輛質(zhì)量為M的平板小車在光滑的水平面上以速度v做直線運動，今在小車的前端輕輕地放上一個質(zhì)量為m的物體，物體放在小車上時相對于地面的水平速度為零，設(shè)物體與小車之間的動摩擦因數(shù)為，為使物體不 圖7致從小車上滑下去，小車的最短長度為_。解析：達(dá)到相對靜止時有共同速度v則由動量守恒有Mv(mM)v平板

10、車的最小長度為兩者發(fā)生的最小相對距離，設(shè)為L。由能量守恒有mgLMv2(mM)v2 聯(lián)立解得L。答案：11(11分)用如圖8甲所示的裝置可以來驗證碰撞過程中的動量守恒。圖中PQ是斜槽，QR為水平槽。O點是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點，A、B兩球的質(zhì)量之比mAmB31。先使A球從斜槽上固定位置G由靜止釋放，在水平地面的記錄紙上留下落點痕跡，重復(fù)10次，得到10個落點。再把B球放在水平槽上的末端R處，讓A球仍從位置G由靜止釋放，與B球碰撞，碰后A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡，重復(fù)10次。A、B兩球在記錄紙上留下的落點痕跡如圖8乙所示，其中米尺的零點與O點對齊。圖8(1)碰撞后A球的

11、水平射程應(yīng)取_cm。(2)本實驗巧妙地利用小球飛行的水平距離表示小球的水平速度。下面的實驗條件中，可能不能使小球飛行的水平距離表示為水平速度的是_。A使A、B兩小球的質(zhì)量之比改變?yōu)?1B升高固定點G的位置C使A、B兩小球的直徑之比改變?yōu)?3D升高桌面的高度，即升高R點距地面的高度(3)利用此次實驗中測得的數(shù)據(jù)計算碰撞前的總動量與碰撞后的總動量的比值為_。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)解析：容易知道M處的點跡為碰后A的點跡，P處的點跡為碰前A的點跡，N處的點跡為碰后B的點跡。(1)用最小的圓的圓心確定落點的平均位置，則M、P、N距O點的距離即為碰后各個球的水平射程：xOM14.45 cm；xOP29.

12、90 cm；xON44.40 cm，所以碰后A球的水平射程應(yīng)為xOM14.45 cm。(2)本實驗的前提條件是兩個球是對心碰撞，即要求碰撞前后的速度在兩個球的球心連線方向上。由此可以選出答案為C。(3)碰撞前后的總動量比值為：1.02，考慮誤差因素可取1.011.02。答案：(1)14.4514.50(2)C(3)1.011.02三、計算題(本題共1小題，共15分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)12(15分)如圖9所示，甲車質(zhì)量m120 kg，車上有質(zhì)量M50 kg的人，甲車(連同車上的人)從足夠長的斜坡

13、上高h(yuǎn)0.45 m處由靜止滑下，到水平面上后繼續(xù)向前滑動。此時質(zhì)量m250 kg的乙車 圖9正以v01.8 m/s的速度迎面滑來，為了避免兩車相撞，當(dāng)兩車相距適當(dāng)距離時，人從甲車跳到乙車上，求人跳出甲車的水平速度(相對地面)應(yīng)在什么范圍以內(nèi)？不計地面和斜坡的摩擦，取g10 m/s2。解析：對甲系統(tǒng)從高h(yuǎn)處滑下，不計摩擦，滑到底端時的速度為v，根據(jù)機械能守恒定律列式：(m1M)gh(m1M)v2得：v3 m/s當(dāng)甲、乙靠近時，為了避免相撞，人從甲車上跳到乙車上，若作用后甲、乙兩車的速度相同，則人跳出的速度最小，由動量守恒列式，并規(guī)定向右為正方向，甲與人：(m1M)vMvminm1v，乙與人：Mvminm2v0(Mm2)v解上述方程可得vmin