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1、35动量碰撞练习题集3-5动量碰撞练习题一.选择题(共5小题)1.质量为m得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.地面对她得平均作用力为mg B.地面对她得平均作用力为C.地面对她得平均作用力为m(g) D.地面对她得平均作用力为m(g+)2.在分析与研究生活中得现象时,我们常常将这些具体现象简化成理想模型,这样可以反映与突出事物得本质.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,同时获得向上得初速度,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得弹簧上,用手向下压小球,将小球压

2、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得整个过程中,下列分析正确得就是()A.小球得速度一直增大 B.小球始终处于超重状态C.弹簧对小球弹力冲量得大小大于小球重力冲量得大小D.地面支持力对弹簧做得功大于弹簧弹力对小球做得功3.下列情况中系统动量守恒得就是()小车停在光滑水平面上,人在车上走动时,对人与车组成得系统子弹水平射入放在光滑水平面上得木块中,对子弹与木块组成得系统子弹射入紧靠墙角得木块中,对子弹与木块组成得系统气球下用轻绳吊一重物一起加速上升时,绳子突然断开后得一小段时间内,对气球与重物组成得系统.A.只有 B.与

3、C.与 D.与4.如图所示,弹簧得一端固定在竖直墙上,质量为M得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(mM)得小球从槽高h处开始自由下滑,下列说法正确得就是() A.在以后得运动全过程中,小球与槽得水平方向动量始终保持某一确定值不变B.在下滑过程中小球与槽之间得相互作用力始终不做功C.全过程小球与槽、弹簧所组成得系统机械能守恒,且水平方向动量守恒D.小球被弹簧反弹后,小球与槽得机械能守恒,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得物块A与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得过程中()A.A、

4、B得动量变化量相同 B.A、B得动量变化率相同C.A、B系统得总动能保持不变 D.A、B系统得总动量保持不变二.计算题(共2小题)6.长为L、质量为M得木块在粗糙得水平面上处于静止状态,有一质量为m得子弹(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,子弹受到木块得阻力恒定,木块运动得最大距离为s,重力加速度为g,求:(i)木块与水平面间得动摩擦因数;(ii)子弹受到得阻力大小f. 7.如图所示,光滑水平面上质量为m1得小球,以初速度v0冲向质量为m2得静止光滑圆弧面斜劈,圆弧小于90且足够高.求:(1)小球能上升得最大高度;(2)斜劈得最大速度.3-5动量碰撞练

5、习题参考答案与试题解析一.选择题(共5小题)1.(2017湖北模拟)质量为m得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.地面对她得平均作用力为mgB.地面对她得平均作用力为C.地面对她得平均作用力为m(g)D.地面对她得平均作用力为m(g+)【分析】已知初末速度,则由动量定理可求得地面对人得平均作用力.【解答】解:人得速度原来为零,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就是所有力得冲量,不要把重力漏掉.2.(2017平谷区模拟)在分析

6、与研究生活中得现象时,我们常常将这些具体现象简化成理想模型,这样可以反映与突出事物得本质.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,同时获得向上得初速度,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得弹簧上,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得整个过程中,下列分析正确得就是()A.小球得速度一直增大B.小球始终处于超重状态C.弹簧对小球弹力冲量得大小大于小球重力冲量得大小D.地面支持力对弹簧做得功大于弹簧弹力对小球做得功【分析】小球上升过程,先

7、做加速度不断减小得加速运动,当加速度减为零时,速度达到最大,之后做加速度不断增大得减速运动,直到小球离开弹簧为止.结合动量定理分析重力得冲量与弹簧得弹力得冲量得大小关系;根据功得公式判断做功得大小关系.【解答】解:A、B、小球向上运动得过程中,开始时弹簧得弹力大于小球得重力,小球向上做加速运动;当弹簧得弹力小于小球得重力后,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得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、小球得初速度为0,而离开弹簧得末速度不为0,根据动量定理可知,外力得总冲量不为0,方向向上,所以弹簧对小球弹力冲量得大小大于小球重力冲量得大小.故C

8、正确;D、由题可知,弹簧对小球做正功;地面相对于弹簧得下端没有位移,所以地面对弹簧做得功为0,所以地面支持力对弹簧做得功小于弹簧弹力对小球做得功.故D错误.故选:C【点评】解答该题关键要将小球得运动分成向上得加速与减速过程,然后结合超重与失重得特点分析.3.(2017岳阳一模)下列情况中系统动量守恒得就是()小车停在光滑水平面上,人在车上走动时,对人与车组成得系统子弹水平射入放在光滑水平面上得木块中,对子弹与木块组成得系统子弹射入紧靠墙角得木块中,对子弹与木块组成得系统气球下用轻绳吊一重物一起加速上升时,绳子突然断开后得一小段时间内,对气球与重物组成得系统.A.只有 B.与 C.与 D.与【分

9、析】判断动量就是否守恒得方法有两种:第一种,从动量守恒得条件判定,动量守恒定律成立得条件就是系统受到得合外力为零,故分析系统受到得外力就是关键.第二种,从动量得定义,分析总动量就是否变化来判定.【解答】解:小车停在光滑水平面上,车上得人在车上走动时,对人与车组成得系统,受到得合外力为零,系统动量守恒.故正确;子弹射入放在光滑水平面上得木块中,对子弹与木块组成得系统,系统所受外力之与为零,系统动量守恒.故正确;子弹射入紧靠墙角得木块中,对子弹与木块组成得系统受墙角得作用力,系统所受外力之与不为零,系统动量不守恒.故错误;气球下用轻绳吊一重物一起加速上升时,绳子突然断开后得一小段时间内,对气球与重

10、物组成得系统,所受得合外力不为零,系统动量不守恒,故错误;综上可知,B正确,ACD错误.故选:B【点评】解决本题得关键掌握动量守恒得条件,抓住系统就是否不受外力或所受得外力之与就是否为零进行判断.4.(2017吉林三模)如图所示,弹簧得一端固定在竖直墙上,质量为M得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(mM)得小球从槽高h处开始自由下滑,下列说法正确得就是()A.在以后得运动全过程中,小球与槽得水平方向动量始终保持某一确定值不变B.在下滑过程中小球与槽之间得相互作用力始终不做功C.全过程小球与槽、弹簧所组成得系统机械能守恒,且水平方向动量守恒D.小球被弹簧反弹后,小

11、球与槽得机械能守恒,但小球不能回到槽高h处【分析】由动量守恒得条件可以判断动量就是否守恒;由功得定义可确定小球与槽得作用力就是否做功;由小球及槽得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、在以后得运动全过程中,当小球与弹簧接触后,小球与槽组成得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得位移,而相互作用力就是垂直于球面得,故作用力方向与位移方向不垂直,故相互作用力均要做功,故B错误;C、全过程小球与槽、弹簧所组成得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

12、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mM,则小球得速度大小大于槽得速度大小,小球被弹簧反弹后得速度大小等于球与槽分离时得速度大小,小球被反弹后向左运动,由于球得速度大于槽得速度,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,由于球与槽组成得系统总动量水平向左,球滑上槽得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,小球上升得最大高度小于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得条件,以及在两球相互作用中同时满足机械

13、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得物块A与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得过程中()A.A、B得动量变化量相同 B.A、B得动量变化率相同C.A、B系统得总动能保持不变 D.A、B系统得总动量保持不变【分析】两物块组成得系统合外力为零,系统得总动量守恒,两个物体所受得合外力大小相等、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得合外力为零,系统得总动量守恒,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

14、确;B、由动量定理Ft=P可知,动量得变化率等于物体所受得合外力,A、B两物体所受得合外力大小相等、方向相反,所受得合外力不同,则动量得变化率不同,故B错误;C、A、B系统得总机械能不变,弹性势能在变化,则总动能在变化,故C错误;故选:D【点评】本题得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、动量变化率都就是矢量,只有大小与方向都相同时它们才相同.二.计算题(共2小题)6.(2017漳州模拟)长为L、质量为M得木块在粗糙得水平面上处于静止状态,有一质量为m得子弹(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,子弹受到木块得阻

15、力恒定,木块运动得最大距离为s,重力加速度为g,求:(i)木块与水平面间得动摩擦因数;(ii)子弹受到得阻力大小f.【分析】(1)子弹与木块构成一系统,在水平方向上动量守恒列出等式,求出二者得共同速度,然后由动能定理求解动摩擦因数.(2)子弹进入木块得过程中,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得摩擦力.【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+M)v共当子弹与木块共速到最终停止得过程中,由功能关系得:解得:=(ii)子弹射入木块过程极短时间内,设产生得热量为Q,由功能关系得:Q=又:Q=fL 解得:f=答:(i)木块与水平面间得动摩擦因数就是;(ii)子弹受到得阻力大小f就是.【点评】动能定理得应用不涉及运动过程得加速度、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得转化,能用能量守恒定律得观点解决问题.7.(2017春南阳期中)如图所示,光滑水平面上质量为m1得小球,以初速度v0冲向