3_5动量碰撞练习题.doc

3-5动量碰撞练习题一．选择题〔共5小题1．质量为m的运动员从下蹲状态竖直向上起跳.经过时间t.身体伸直并刚好离开地面.离开地面时速度为v在时间t内〔　　A．地面对他的平均作用力为mgB．地面对他的平均作用力为C．地面对他的平均作用力为m〔﹣gD．地面对他的平均作用力为m〔g+2．在分析和研究生活中的现象时.我们常常将这些具体现象简化成理想模型.这样可以反映和突出事物的本质．例如人原地起跳时.先身体弯曲.略下蹲.再猛然蹬地.身体打开.同时获得向上的初速度.双脚离开地面．我们可以将这一过程简化成如下模型：如图所示.将一个小球放在竖直放置的弹簧上.用手向下压小球.将小球压至某一位置后由静止释放.小球被弹簧弹起.以某一初速度离开弹簧.不考虑空气阻力．从小球由静止释放到刚好离开弹簧的整个过程中.下列分析正确的是〔　　A．小球的速度一直增大B．小球始终处于超重状态C．弹簧对小球弹力冲量的大小大于小球重力冲量的大小D．地面支持力对弹簧做的功大于弹簧弹力对小球做的功3．下列情况中系统动量守恒的是〔　　①小车停在光滑水平面上.人在车上走动时.对人与车组成的系统②子弹水平射入放在光滑水平面上的木块中.对子弹与木块组成的系统③子弹射入紧靠墙角的木块中.对子弹与木块组成的系统④气球下用轻绳吊一重物一起加速上升时.绳子突然断开后的一小段时间内.对气球与重物组成的系统．A．只有① B．①和② C．①和③ D．①和③④4．如图所示.弹簧的一端固定在竖直墙上.质量为M的光滑弧形槽静止在光滑水平面上.底部与水平面平滑连接.一个质量为m〔m＜M的小球从槽高h处开始自由下滑.下列说法正确的是〔　　A．在以后的运动全过程中.小球和槽的水平方向动量始终保持某一确定值不变B．在下滑过程中小球和槽之间的相互作用力始终不做功C．全过程小球和槽、弹簧所组成的系统机械能守恒.且水平方向动量守恒D．小球被弹簧反弹后.小球和槽的机械能守恒.但小球不能回到槽高h处5．如图所示.光滑水平面上有质量均为m的物块A和B.B上固定一轻质弹簧.B静止.A以速度v0水平向右运动.从A与弹簧接触至弹簧被压缩到最短的过程中〔　　A．A、B的动量变化量相同 B．A、B的动量变化率相同C．A、B系统的总动能保持不变 D．A、B系统的总动量保持不变二．计算题〔共2小题6．长为L、质量为M的木块在粗糙的水平面上处于静止状态.有一质量为m的子弹〔可视为质点以水平速度v0击中木块并恰好未穿出．设子弹射入木块过程时间极短.子弹受到木块的阻力恒定.木块运动的最大距离为s.重力加速度为g.求：〔i木块与水平面间的动摩擦因数μ；〔ii子弹受到的阻力大小f．7．如图所示.光滑水平面上质量为m1的小球.以初速度v0冲向质量为m2的静止光滑圆弧面斜劈.圆弧小于90°且足够高．求：〔1小球能上升的最大高度；〔2斜劈的最大速度．3-5动量碰撞练习题参考答案与试题解析一．选择题〔共5小题1．〔2017•XX模拟质量为m的运动员从下蹲状态竖直向上起跳.经过时间t.身体伸直并刚好离开地面.离开地面时速度为v在时间t内〔　　A．地面对他的平均作用力为mgB．地面对他的平均作用力为C．地面对他的平均作用力为m〔﹣gD．地面对他的平均作用力为m〔g+[分析]已知初末速度.则由动量定理可求得地面对人的平均作用力．[解答]解：人的速度原来为零.起跳后变化v.则由动量定理可得：﹣mgt=△mv=mv所以：=m〔g+；故D正确.ABC错误；故选：D[点评]在应用动量定理时一定要注意冲量应是所有力的冲量.不要把重力漏掉．2．〔2017•平谷区模拟在分析和研究生活中的现象时.我们常常将这些具体现象简化成理想模型.这样可以反映和突出事物的本质．例如人原地起跳时.先身体弯曲.略下蹲.再猛然蹬地.身体打开.同时获得向上的初速度.双脚离开地面．我们可以将这一过程简化成如下模型：如图所示.将一个小球放在竖直放置的弹簧上.用手向下压小球.将小球压至某一位置后由静止释放.小球被弹簧弹起.以某一初速度离开弹簧.不考虑空气阻力．从小球由静止释放到刚好离开弹簧的整个过程中.下列分析正确的是〔　　A．小球的速度一直增大B．小球始终处于超重状态C．弹簧对小球弹力冲量的大小大于小球重力冲量的大小D．地面支持力对弹簧做的功大于弹簧弹力对小球做的功[分析]小球上升过程.先做加速度不断减小的加速运动.当加速度减为零时.速度达到最大.之后做加速度不断增大的减速运动.直到小球离开弹簧为止．结合动量定理分析重力的冲量与弹簧的弹力的冲量的大小关系；根据功的公式判断做功的大小关系．[解答]解：A、B、小球向上运动的过程中.开始时弹簧的弹力大于小球的重力.小球向上做加速运动；当弹簧的弹力小于小球的重力后.小球向上做减速运动到小球离开弹簧．可知小球在向上运动到离开弹簧的过程中小球先加速后减速.先超重.后失重．故A错误.B错误；C、小球的初速度为0.而离开弹簧的末速度不为0.根据动量定理可知.外力的总冲量不为0.方向向上.所以弹簧对小球弹力冲量的大小大于小球重力冲量的大小．故C正确；D、由题可知.弹簧对小球做正功；地面相对于弹簧的下端没有位移.所以地面对弹簧做的功为0.所以地面支持力对弹簧做的功小于弹簧弹力对小球做的功．故D错误．故选：C[点评]解答该题关键要将小球的运动分成向上的加速和减速过程.然后结合超重与失重的特点分析．3．〔2017•XX一模下列情况中系统动量守恒的是〔　　①小车停在光滑水平面上.人在车上走动时.对人与车组成的系统②子弹水平射入放在光滑水平面上的木块中.对子弹与木块组成的系统③子弹射入紧靠墙角的木块中.对子弹与木块组成的系统④气球下用轻绳吊一重物一起加速上升时.绳子突然断开后的一小段时间内.对气球与重物组成的系统．A．只有① B．①和② C．①和③ D．①和③④[分析]判断动量是否守恒的方法有两种：第一种.从动量守恒的条件判定.动量守恒定律成立的条件是系统受到的合外力为零.故分析系统受到的外力是关键．第二种.从动量的定义.分析总动量是否变化来判定．[解答]解：①小车停在光滑水平面上.车上的人在车上走动时.对人与车组成的系统.受到的合外力为零.系统动量守恒．故①正确；②子弹射入放在光滑水平面上的木块中.对子弹与木块组成的系统.系统所受外力之和为零.系统动量守恒．故②正确；③子弹射入紧靠墙角的木块中.对子弹与木块组成的系统受墙角的作用力.系统所受外力之和不为零.系统动量不守恒．故③错误；④气球下用轻绳吊一重物一起加速上升时.绳子突然断开后的一小段时间内.对气球与重物组成的系统.所受的合外力不为零.系统动量不守恒.故④错误；综上可知.B正确.ACD错误．故选：B[点评]解决本题的关键掌握动量守恒的条件.抓住系统是否不受外力或所受的外力之和是否为零进行判断．4．〔2017•XX三模如图所示.弹簧的一端固定在竖直墙上.质量为M的光滑弧形槽静止在光滑水平面上.底部与水平面平滑连接.一个质量为m〔m＜M的小球从槽高h处开始自由下滑.下列说法正确的是〔　　A．在以后的运动全过程中.小球和槽的水平方向动量始终保持某一确定值不变B．在下滑过程中小球和槽之间的相互作用力始终不做功C．全过程小球和槽、弹簧所组成的系统机械能守恒.且水平方向动量守恒D．小球被弹簧反弹后.小球和槽的机械能守恒.但小球不能回到槽高h处[分析]由动量守恒的条件可以判断动量是否守恒；由功的定义可确定小球和槽的作用力是否做功；由小球及槽的受力情况可知运动情况；由机械守恒及动量守恒可知小球能否回到最高点．[解答]解：A、在以后的运动全过程中.当小球与弹簧接触后.小球与槽组成的系统在水平方向所受合外力不为零.系统在水平方向动量不守恒.故A错误；B、下滑过程中.两物体都有水平方向的位移.而相互作用力是垂直于球面的.故作用力方向和位移方向不垂直.故相互作用力均要做功.故B错误；C、全过程小球和槽、弹簧所组成的系统只有重力与弹力做功.系统机械能守恒.小球与弹簧接触过程系统在水平方向所受合外力不为零.系统水平方向动量不守恒.故C错误；D、小球在槽上下滑过程系统水平方向不受力.系统水平方向动量守恒.球与槽分离时两者动量大小相等.由于m＜M.则小球的速度大小大于槽的速度大小.小球被弹簧反弹后的速度大小等于球与槽分离时的速度大小.小球被反弹后向左运动.由于球的速度大于槽的速度.球将追上槽并要槽上滑.在整个过程中只有重力与弹力做功系统机械能守恒.由于球与槽组成的系统总动量水平向左.球滑上槽的最高点时系统速度相等水平向左系统总动能不为零.由机械能守恒定律可知.小球上升的最大高度小于h.小球不能回到槽高h处.故D正确；故选：D[点评]解答本题要明确动量守恒的条件.以及在两球相互作用中同时满足机械能守恒.应结合两点进行分析判断．5．〔2017•青羊区校级模拟如图所示.光滑水平面上有质量均为m的物块A和B.B上固定一轻质弹簧.B静止.A以速度v0水平向右运动.从A与弹簧接触至弹簧被压缩到最短的过程中〔　　A．A、B的动量变化量相同 B．A、B的动量变化率相同C．A、B系统的总动能保持不变 D．A、B系统的总动量保持不变[分析]两物块组成的系统合外力为零.系统的总动量守恒.两个物体所受的合外力大小相等、方向相反.应用动量定理、动量守恒定律分析答题．[解答]解：AD、两物体相互作用过程中系统的合外力为零.系统的总动量守恒.则A、B动量变化量大小相等、方向相反.所以动量变化量不同.故A错误.D正确；B、由动量定理Ft=△P可知.动量的变化率等于物体所受的合外力.A、B两物体所受的合外力大小相等、方向相反.所受的合外力不同.则动量的变化率不同.故B错误；C、A、B系统的总机械能不变.弹性势能在变化.则总动能在变化.故C错误；故选：D[点评]本题的关键要分析清楚物体运动过程.应用动量定理与动量守恒定律进行分析．要注意动量变化量、动量变化率都是矢量.只有大小和方向都相同时它们才相同．二．计算题〔共2小题6．〔2017•XX模拟长为L、质量为M的木块在粗糙的水平面上处于静止状态.有一质量为m的子弹〔可视为质点以水平速度v0击中木块并恰好未穿出．设子弹射入木块过程时间极短.子弹受到木块的阻力恒定.木块运动的最大距离为s.重力加速度为g.求：〔i木块与水平面间的动摩擦因数μ；〔ii子弹受到的阻力大小f．[分析]〔1子弹和木块构成一系统.在水平方向上动量守恒列出等式.求出二者的共同速度.然后由动能定理求解动摩擦因数．〔2子弹进入木块的过程中.一部分负机械能转化为内能.由功能关系即可求出子弹受到的摩擦力．[解答]解：〔i子弹射入木块过程极短时间内.水平方向由动量守恒定律得：mv0=〔m+Mv共当子弹与木块共速到最终停止的过程中.由功能关系得：解得：μ=〔ii子弹射入木块过程极短时间内.设产生的热量为Q.由功能关系得：Q=又：Q=fL 解得：f=答：〔i木块与水平面间的动摩擦因数是；〔ii子弹受到的阻力大小f是．[点评]动能定理的应用不涉及运动过程的加速度、时间.一般比牛顿第二定律结合运动学公式解题要简便．在同一题中可以选择对不同研究对象运用动能定理去求解速度．要能知道运动过程中能量的转化.能用能量守恒定律的观点解决问题．7．〔2017春•XX期中如图所示.光滑水平面上质量为m1的小球.以初速度v0冲向质量为m2的静止光滑圆弧面斜劈.圆弧小于90°且足够高．求：〔1小球能上升的最大高度；〔2斜劈的最大速度．[分析]〔1小球上升到最高点时.小球与斜劈的速度相同.小球与斜劈作用时水平方向动量守恒.根据水平方向动量守恒和机械。