《动量守恒定律》测试题含答案.docx
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《动量守恒定律》测试题含答案
第16章《动量守恒定律》测试题
一、单选题(每小题只有一个正确答案)
1.质量为m,速度为v的棒球,与棒相互作用后以被原速率弹回,则小球动量的变化量为(取作用前的速度方向为正方向)()
A.0B.-2mvC.2mvD.mv
2.相向运动的A、B两辆小车相撞后,一同沿A原来的方向前进,则碰撞前的瞬间( )
A.A车的动量一定大于B车的速度B.A车的速度一定大于B车的动量
C.A车的质量一定大于B车的质量D.A车的动能一定大于B车的动能
3.将质量为m的铅球以大小为v0、仰角为θ的初速度抛入一个装着沙子的总质量为
的静止小车中,如图所示,小车与地面间的摩擦力不计,则最后铅球与小车的共同速度等于()
A.
B.
C.
D.
4.物体在恒定合力F作用下做直线运动,在
内速度由0增大到
,在
内速度由v增大到2v.设
在
内做功是
,冲量是
;在
内做功是
,冲量是
,那么()
A.
B.
C.
D.
5.沿光滑水平面在同一条直线上运动的两物体A、B碰撞后以共同的速度运动,该过程的位移—时间图象如图所示。
则下列判断错误的是()
A.碰撞前后A的运动方向相反B.A、B的质量之比为1:
2
C.碰撞过程中A的动能变大,B的动能减小D.碰前B的动量较大
6.如图所示,质量M=3kg的滑块套在水平固定着的轨道上并可在轨道上无摩擦滑动。
质量m=2kg的小球(视为质点)通过长的轻杆与滑块上的光滑轴O连接,开始时滑块静止,轻杆处于水平状态,现让小球从静止开始释放,取g=10m/s2,下列说法正确的的是()
A.小球m从初始位置到第一次到达最低点的过程中,轻杆对小球的弹力一直沿杆方向
B.小球m从初始位置到第一次到达最低点时,小球m速度大小为10m/s2
C.小球m从初始位置到第一次到达最低点的过程中,滑块M在水平轨道上向右移动了
D.小球m上升到的最高位置比初始位置低
7.蹦极是一项刺激的极限运动,如图,运动员将一端固定的弹性长绳绑在腰或踝关节处,从几十米高处跳下(忽略空气阻力)。
在某次蹦极中质量为50kg的人在弹性绳绷紧后又经过2s人的速度减为零,假设弹性绳长为45m。
下列说法正确的是()(重力加速度为g=10m/s2)
A.绳在绷紧时对人的平均作用力大小为750N
B.运动员整个运动过程中重力冲量与弹性绳作用力的冲量相同
C.运动员在弹性绳绷紧后动量的改变量等于弹性绳的作用力的冲量
D.运动员从跳下到弹性绳绷紧前的动能变化量与弹性绳绷紧后2s内动能变化量相等,
8.如图所示在足够长的光滑水平面上有一静止的质量为M=2m的斜面,斜面表面光滑、高度为h、倾角为θ.一质量为m的小物块以一定的初速度沿水平面向右运动,不计冲上斜面过程中机械能损失。
如果斜面固定,则小物块恰能冲到斜面顶端。
如果斜面不固定,则小物块冲上斜面后能到达的最大高度为( )
A.h3B.h2C.2h3D.h
9.如图甲所示,一轻质弹簧的两端与质量分别为m1和m2的两物块A、B相连接,并静止在光滑的水平面上.现使A瞬时获得水平向右的速度3m/s,以此刻为计时起点,两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示,从图象信息可得()
A.两物体的质量之比为m1:
m2=2:
1
B.从t3到t4时刻弹簧由压缩状态恢复到原长
C.在t1、t3时刻两物块达到共同速度1m/s,弹簧分别处于压缩状态和拉伸状态
D.在t2时刻A和B的动能之比为EK1:
EK2=1:
4
10.冬奥会短道速滑接力项目是我国在冬奥会上的优势项目.仔细观察优秀运动员的接力过程,我们可以发现,“接棒”的运动员提前站在“交棒”运动员的前面,并且开始向前滑行,等到“交棒”运动员追上“接棒”运动员时,“交棒”运动员猛推“接棒”运动员一把,使其获得更大速度向前冲出.若运动员与冰面间的摩擦可忽略不计,在两人相互作用的过程中( )
A.两位运动员的动量变化量一定等大反向
B.“交棒”运动员比“接棒”运动员的动量变化大
C.“交棒”运动员比“接棒”运动员的速度变化大
D.“交棒”运动员对“接棒”运动员的冲量大于“接棒”运动员对“交棒”运动员的冲量
11.水平恒定推力F1和F2分别作用于水平面上原来静止的、质量相等的a、b两物体上,作用一段时间后撤去推力,由于惯性.物体将继续运动一段时间后才能停下,两物体的v﹣t图象如图所示,已知图中线段AB∥CD,则()
A.a物体受到的摩擦力小于b物体受到的摩擦力
B.a物体受到的摩擦力大于b物体受到的摩擦力
C.F1的冲量大于F2的冲量
D.F1的冲量小于F2的冲量
12.如图所示,质量为0.5kg的小球在距离车底面高20m处以一定的初速度向左平抛,落在以7.5m/s速度沿光滑水平面向右匀速行驶的敞篷小车中,车底涂有一层油泥,车与油泥的总质量为4kg,设小球在落到车底前瞬间速度是25m/s,则当小球与小车相对静止时,小车的速度是( )
A.5m/sB.4m/s
二、多选题(每小题至少有两个正确答案)
13.如图所示,倾角为α的光滑斜面固定在水平面上,现有一个质量为m的小物块从斜面顶端距水平面h高处,由静止开始下滑,重力加速度为g,则下列说法正确的是:
()
A.小物块滑到斜面底端的运动时间为2hg
B.小物块滑到斜面底端时的动量大小为m2gh
C.小物块滑到斜面底端过程中重力的冲量大小为m2gh
D.小物块到达斜面底端时重力的瞬时功率为mg2ghsinα
14.如图所示,子弹水平射入放在光滑水平地面上静止的木块后不再穿出,此时木块动能增加了6J,那么此过程产生的内能可能为( )
A.7JB.6JC.5JD.8J
15.静止在光滑水平面上的物体,受到水平拉力F的作用,拉力F随时间t变化的图象如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.O-4s内物体的位移为零B.O-4s内拉力对物体做功为零
C.O-4s内拉力对物体的冲量为零D.4s末物体的动量为零
16.如图所示,质量是m=2 g的子弹,以v1=300 m/s的速度射入固定的、厚度是l=5 cm的木板,射穿后的速度是v2=100 m/s。
假设阻力是恒定的,它能够射穿同种材料制成的()
A.固定的、厚度是6 cm的木板
B.固定的、厚度是7 cm的木板
C.放在光滑水平面上的质量为M=8 g,沿速度方向长度为4 cm的木块
D.放在光滑水平面上的质量为M=8 g,沿速度方向长度为3 cm的木块
17.如图固定在地面的斜面倾角为30°,物块B固定在木箱A的上方,一起从a点由静止开始下滑,到b点接触轻弹簧,又压缩至最低点c,此时将B迅速拿走,然后木箱A又恰好被轻弹簧弹回到a点。
已知A质量为m,B质量为3m,a、c间距为L,重力加速度为g。
下列说法正确的是()
A.在A上滑的过程中,与弹簧分离时A的速度最大
B.弹簧被压缩至最低点c时,其弹性势能为
C.在木箱A从斜面顶端a下滑至再次回到a点的过程中,因摩擦产生的热量为
D.若物块B没有被拿出,AB能够上升的最高位置距离a点为L/4
三、实验题
18.小明同学利用如图所示装置验证动量守恒定律。
实验步骤如下:
①将光电门1、2分别固定在气垫导轨左右两侧,打开电源,调节气垫导轨水平;
②将两个宽度均为d的挡光片分别安装在甲、乙两滑块上;
③把两个滑块用细线连接,中间夹一被压缩的弹簧;
④烧断细线,观察滑块两滑块的运动情况;
⑤当滑块上的挡光片经过光电门时,分别用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间Δt1、Δt2;
⑥分别求出相互作用前后的总动量,进行比较。
根据实验步骤,回答下列问题:
(1)为了完成实验,还需要的测量工具有___________(填选项前的字母代号)
A.毫米刻度尺B.游标卡尺C.天平D.秒表
(2)怎样检验气垫导轨已经调节到水平,简要叙述____________________;
(3)写出还需要测量的物理量和符号_______________;
19.如图为实验室常用的气垫导轨验证动量守恒的装置.两带有等宽遮光条的滑块A和B,质量分别为mA、mB,在A、B间用细线水平压住一轻弹簧,将其置于气垫导轨上,调节导轨使其能实现自由静止,这是表明___________,烧断细线,滑块A、B被弹簧弹开,光电门C、D记录下两遮光条通过的时间分别为tA和tB,若有关系式___,则说明该实验动量守恒.
20.在“验证动量守恒定律”的实验中:
(1)在确定小球落地点的平均位置时通常采用的做法是______________________,其目的是减小实验中的________(选填“系统误差”或“偶然误差”).
(2)入射小球每次必须从斜槽上______________滚下,这是为了保证入射小球每一次到达斜槽末端时速度相同.
(3)入射小球的质量为m1,被碰小球的质量为m2,在m1>m2时,实验中记下了O、M、P、N四个位置(如图所示),若满足____________________(用m1、m2、OM、OP、ON表示),则说明碰撞中动量守恒;若还满足_____________________(只能用OM、OP、ON表示),则说明碰撞前后动能也相等.
四、解答题
21.如图所示,在水平地面上有一木板A,木板A长L=6m,质量为M=8kg,在水平地面上向右做直线运动。
某时刻木板A速度v0=6m/s,在此时刻对木板A施加一个方向水平向左的恒力F=32N,与此同时,将一个质量m=2kg的小物块B轻放在木板A上的P点(小物块可视为质点,放在P点时相对于地面的速度为零),P点到木板A右端距离为1m,木板A与地面间的动摩擦因数为
=0.16,小物块B与长木板A间有压力,由于A、B间光滑不存在相互的摩擦力,A、B是各自独立的物体,不计空气阻力.取g=10m/s2.求:
(1)小物块B从轻放到木板A上幵始,经多长时间木板A与小物块B速度相同?
(2)小物块B从轻放到木板A上开始至离开木板A的过程,恒力F对木板A所做的功及小物块B离开木板A时木板A的速度?
参考答案
1.B2.A3.A4.D5.C6.C7.D8.C9.C10.A11.D12.A
13.BD14.AD15.BCD16.CD17.BC
18.C滑块由静止放上不动;轻轻一拨,滑块通过两个光电门的时间相等滑块的质量m1、m2
19.气垫导轨水平mAtA-mBtB=0
20.用圆规画一个尽可能小的圆把所有的落点圈在里面,圆心即平均位置偶然误差同一位置由静止开始m1·OP=m1·OM+m2·ONOP=ON-OM
21.
(1)1s
(2)32J;4m/s
《动量定理》教案
教学目标
一.知识目标
1.能够自行推导出动量定理的表达式。
2.理解动量定理的确切含义和表达式。
知道动量定理适用于变力。
3.会用动量定理解释有关现象。
4.会用动量定理分析、计算简单的问题。
二、能力目标
1.培养学生的推理能力和说明说理能力。
2.学会用动量定理解释现象和处理问题。
三、德育目标
1.通过动量定理的推导和应用,使学生了解物理学的研究方法。
2.培养学生具体问题具体分析、理论联系实际的能力。
教学重点
1.动量定理的推导。
2.利用动量定理解释有关现象。
教学难点
1.理解动量定理的确切含义。
2.如何利用动量定理分析打击和碰撞类力学问题。
教学方法
通过演示实验.引入课题,激发学生兴趣;
通过例题分析,归纳动量定理解题的基本思路和步骤;
运用动量定理解释日常生活中的物理现象,培养学生理论联系实际的能力.
分层教学法.
教学用具
鸡蛋四个,泡沫塑料垫一块,软垫一块,一块瓦片,一本硬封面的书,铁锤、投影仪、投影片、CAI课件.
课时安排
1课时
教学过程
[投影本节学习目标]
1.能够自行推导动量定理.
2.理解动量定理的意义.
3.会用动量定理解释有关现象.
4.会用动量定理解决相关物理问题.
一、导入新课
通过上节课的学习我们知道:
物体动量变化时一定受到了冲量的作用.那么冲量和物体动量的变化究竟存在什么样的定量关系呢?
通过本节课的学习.我们来完成这一任务.
二、新课教学
(一)动量定理
基础知识
请同学们阅读课文,回答下列问题:
[投影片出示]
1.什么是动量?
什么是冲量?
2.什么是动量的变化量?
3.冲量与动量的变化有何关系?
试证明.
4.什么是动量定理?
学生阅读课文后,得出结论;
1.从上节的学习中知道:
物体运动的速度和质量的乘积叫动量。
即
;而力和力作用时间的乘积叫冲量,即I=F·t.
2.不同状态间动量的改变叫动量的变化量,它是一矢量,并且是一过程量,即:
3.冲量应与动量的变化相对应.
若一质量为m、初速度为v1的物体,在恒力F作用t时间后速度变为v2。
则:
=mv2-mv1
=m(v2-v1)
又因为:
a=
结合牛顿第二定律:
F合=ma
得:
F合=
即:
F合t=
故:
I合=
4.物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化,这一结论叫动量定理.
深入探究
请同学们回忆所学知识,分组讨论后回答下列问题:
[投影片出示]
1.对物体所受的合外力冲量有哪些求法?
2.合力的冲量是否就是动量的变化?
3.公式“c”中各量是什么意思?
4.动量定理对变力是否适用?
学生讨论后得出结论:
1.对于物体所受的合力的冲量,由于各个力作用的时间是相同的,故合力的冲量实质上也是各力冲量的矢量和(因为冲量是矢量),所以我们在求合外力的冲量时可有两种方法:
①求出物体所受的合力,然后根据冲量的计算式求得该合力的冲量.
②求出物体所受各力的冲量,然后应用平行四边形定则(一维时可在规定正方向后,简化为代数运算)求这些冲量的矢量和。
3.在动量定理的数学式“I合=
”中:
I合表示物体所受的合冲量(合力的冲量).
表示物体末了状态所具有的动量.
表示物体初始状态所具有的动量.
4.动量定理虽是在恒力情况下推导出来的.但它对于变力仍然适用,并且变力在生活中更为普遍.应用动量定理后,可求出这一变力的等效恒力,即变力的平均值.
教师总结
从前面的学习中我们知道,对于一矢量往往可把它分解到不同的方向上,即矢量的分解与合成.对于冲量及动量这两个矢量,我们同样可以分解到不同的方向进行讨论.若对其采用正交分解后则有:
Ix=
Iy=
并且这样处理后在很多问题的解决中会带来很大的方便.
基础知识应用
1.物体在恒定合外力的作用下,下列说法正确的是()
A.动量的方向一定与合外力方向相同
B.动量方向与冲量方向一定相反
C.动量变化的方向与冲量方向相同
D.动量变化的方向可能与冲量方向相反
2.质量为8kg的铅球,在运动员手的推力作用2s后,速度变为25m/s.则:
①铅球的初动量为多少?
②铅球的末动量为多少?
③铅球的动量变化为多少?
④运动员的平均作用力为多少?
[参考答案]1.C2. ①O ②200kg·m/s③200kg·m/s④100N
(二)动量定理的应用
基础知识
1.物理现象的解释.
[实验演示]
“瓦碎蛋全”
请学生观察实验后,回答下列问题:
1.同学们观察到什么现象?
2.物体的破碎是力大时容易还是力小时容易?
试从生活中举一例子。
3.鸡蛋没有破碎说明了什么问题?
学生观察后得出结论:
1.瓦块被砸碎了,而软垫上的鸡蛋完好无损.
2.物体受到的力大时容易破碎,例如:
用力拉线的两端,若力小时无论拉多长时间都不会拉断,而用较大力时却可以将线拉断.
3.鸡蛋的完好说明作用在鸡蛋上的力比较小。
深入探究
请学生讨论后回答:
1.桌子上面,鸡蛋下面的软垫起什么作用?
若直接把鸡蛋放在桌面上行不行?
2.试解释“瓦碎蛋全”的奥妙。
学生讨论后得出结论:
1.软垫起到延长鸡蛋受力时间的作用.若直接放在桌面上,则起不到延长时间的作用.
2.之所以“瓦碎蛋全”是因为锤子加在瓦上的冲量要使瓦的动量发生变化,并且作用时间非常短,故作用力比较大;而加在鸡蛋上的冲量经软垫延时后,由“I=Ft”知,时间延长后.力会变小,故鸡蛋不破.
教师总结
对于和动量定理相关的物理现象,我们在解释时要紧抓力和时间这两者的关系.相同冲量,时间长时作用力小;时间短时作用力大.下面针对这一问题进行练习。
基础知识应用
应用动量定理的知识,解释下列物理现象;
(1)[录像播放]
人平躺下后,在腹部放一石块,用锤子把石块砸碎后,人却安然无恙.
(2)[录像播放]
体操运动员落地时下肢弯曲.
[参考答案]
(1)锤对石块的作用时间极短,故作用力很大,而人的腹部起到了延时作用,故力很小.
(2)双腿着地后若先弯曲一下可以延长动量变化的时间。
从而减小地面对人的作用力.
2.物理问题的解决
基础知识
.请同学们回忆前面所学,阅读课文例题。
回答下列问题:
1.动量定理中含有哪些物理量?
2.动量定理的等量关系建立在哪些物理量之间?
3.动量定理中的运算法则是什么?
学生讨论后得出结论:
1.在动量定理中含有:
合力的冲量,初状态的动量,末状态的动量.
2.动量定理的等量关系是建立在合外力的冲量和动量变化量之间的.
3.动量定理的运算应遵循“平行四边形定则”.若是一维,则可在规定正方向后简化为代数
运算.
深入探究
请学生讨论后回答下列问题:
1.应用动量定理可解决哪些问题?
2.应用动量定理的关键是什么?
学生讨论后得出:
1.应用动量定理可以求解物体所受力的大小,力作用时间的长短,物体的质量以及物体的
始末速度.
2.应用动量定理的关键是:
A.清楚物体的受力.
B.抓住始末两状态.
教师总结
引导学生一起总结应用动量定理的一般步骤:
1.确定研究对象.
2.明确研究的物理过程。
从而抓住物体的始末两状态.
3.分析研究的过程中物体的受力情况.
4.规定正方向。
进而确定各量的正负.
5.根据动量定理的等量关系,列方程求解.
基础知识应用
质量是50kg的杂技演员在距弹簧网3.2m高处自由下落,着网后被弹向网上1.8m高
处.已知演员与网的接触时间是2s.则演员对网的平均冲力为多少?
(g取10m/s2)
[参考答案]850N
三、小结
[学生活动设计]
A层次;自己独立归纳,结合上节总结求冲量、动量变化的方法.
B层次:
讨论归纳,互相释疑.
C层次:
结合小结提纲归纳本节知识点.
[投影]小结提纲
1.动量定理的表达式中各量的物理意义是什么?
2.Ft=mv表示什么意思?
3.当△p一定时.如何增大作用力,又怎样减小作用力?
4.正方向的选取不一样,结果一样吗?
四、作业
l.课本练习二.
2.预习下一节.
3.思考题:
①一支粉笔立在水平桌面的纸条上。
要想把纸条从粉笔下抽出,而又保证粉笔不倒,纸条应快速抽出还是缓慢抽出?
说明理由.
②用0.5kg的铁锤钉钉子。
打击时铁锤的速度为4m/s,打击后铁锤不动.设打击时同为O.01s.求:
a.不计铁锤的重量。
铁锤钉钉子的平均作用力.
b.考虑铁锤的重量,铁锤钉钉子的平均作用力.
c.分析一下,在计算铁锤钉钉子的平均作用力时。
在什么情况下可以不计铁锤的重量呢?
[参考答案]
①应快速抽出,因F一定。
F=μFN,t短,△p小,不易倒.
②a.200N,方向竖直向下。
b.204.9N,方向竖直向下。
c.当t≤时,可不计重量。
五、板书设计
1.内容,物体所受合力的冲量等于动量的变化——冲量是物体动量变化的原因。