参考答案
1.解析 如果A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同,弹簧释放后A、B分别相对小车向左、向右滑动,它们所受的滑动摩擦力FfA向右,FfB向左,由于mA∶mB=3∶2,所以
FfA∶FfB=3∶2,则A、B组成的系统所受的外力之和不为零,故其动量不守恒,A错;对A、B、C组成的系统,A、B与C间的摩擦力为内力,该系统所受的外力为竖直方向的重力和支
持力,它们的合力为零,故该系统的动量守恒,B、D均正确;若A、B所受摩擦力大小相等,则A、B组成的系统所受外力之和为零,故其动量守恒,C正确。
答案 A
2.解析 由图象知a球以一初速度向原来静止的b球运动,碰后a球反弹且速度大小小于其初速度大小,根据动量守恒定律,a球的质量小于b球的质量。
答案 B
3.解析 由于盒子内表面不光滑,在多次碰后物体与盒相对静止,由动量守恒得:mv0
=(M+m)v′,解得:v′=
答案 D
4.解析 因木块对子弹的阻力恒定,且子弹射穿两木块的时间相同,子弹在射穿两木块对木块的冲量相同。射穿A时,两木块获得的速度为v′,根据动量定理,有
mv0
,故D正确。 M+mI=2mv′-0①
射穿木块B时,B的速度发生改变,而A的速度不变。射穿B后,B的速度为v″,根据动量定理,有
I=mv″-mv′②
①②联立,2mv′=mv″-mv′ 得
v′1
=。选项C正确。 v″3
答案 C
5.解析 由于弹丸爆炸后甲、乙两块均水平飞出,故两块弹片都做平抛运动,由平抛12
运动规律h=gt可知t=
2
2h=g2×5
s=1 s,若甲水平位移为x=2.5 m时,则v10
甲
x31
==2.5 m/s,则由弹丸爆炸前后动量守恒,可得mv0=mv甲+mv乙,代入数据解得v乙=t44
0.5 m/s,方向与v甲相同,水平向前,故A错,B对;若乙水平位移为x′=2 m时,则v乙=
x′
=2 m/s,即乙块弹片爆炸前后速度不变,由动量守恒定律知,甲块弹片速度也不会t变化,不合题意,故C、D均错。
答案 B
6.解析 本题的碰撞问题要遵循三个规律:动量守恒定律,碰后系统的机械能不增加和碰撞过程要符合实际情况。本题属于追及碰撞,碰前,后面运动物体的速度一定要大于前面运动物体的速度(否则无法实现碰撞),碰后、前面物体的动量增大,后面物体的动量减小,减小量等于增大量,所以ΔpA<0,ΔpB>0,并且ΔpA=-ΔpB,据此可排除选项D;若ΔpA=-24 kg·m/s、ΔpB=24 kg·m/s,碰后两球的动量分别为pA′=-12
p2
kg·m/s、pB′=37 kg·m/s,根据关系式Ek=可知,A球的质量和动量大小不变,动能不
2m变,而B球的质量不变,但动量增大,所以B球的动能增大,这样系统的机械能比碰前增大了,选项C可以排除;经检验,选项A、B满足碰撞遵循的三个原则。
答案 AB
7.解析 由图象可知碰撞前二者都做匀速直线运动,va=
4-10
m/s=-3 m/s,vb=2
4-02-4
m/s=2 m/s,碰撞后二者连在一起做匀速直线运动,vc= m/s=-1 m/s。 24-2
碰撞过程中动量守恒,即
mAva+mBvb=(mA+mB)vc
2可解得mB= kg 3
由以上可知选项B、D正确。 答案 BD
1
8.解析 要注意的是,两球的碰撞不一定是弹性碰撞,A球碰后动能变为原来的,则91
其速度大小仅为原来的。两球在光滑水平面上正碰,碰后A球的运动有两种可能,继续沿
3原方向运动或被反弹。
当以A球原来的速度方向为正方向时,则
vA′=±v0,
根据两球碰撞前、后的总动量守恒,有
13
mv0+0=m×v0+2mvB′, mv0+0=m×(-v0)+2mvB″。
13
13
12
解得vB′=v0,vB″=v0。
33答案 AB
9.解析 在子弹击中并穿过木球的极短时间内,它们之间的相互作用力远大于重力,可以认为子弹和木球在这短暂时间内动量守恒。设子弹穿过木球后子弹和木球的速度分别为v1和v2,
有m1v0=m1v1+m2v2① 又v2=2gH② 得v1==
2
m1v0-m22gH
m1
0.01×200-0.2×2×9.8×2.5
m/s=60 m/s
0.01
2
v2601
则子弹上升的高度h== m=184 m
2g2×9.8
答案 184 m
10.解析 (1)设D点与BC轨道的高度差为h,根据动能定理有mgh=μmgL,解得:h=8.0×10 m
(2)设小物块滑到BC中点时小物块的速度为v1,小车的速度为v2,对系统,水平方向动
-2
L1212
量守恒有:mv1-Mv2=0;根据功能关系有:μmg=mgh-(mv1+Mv2);由以上各式,解
222
得:v1=0.80 m/s。
答案 (1)8.0×10 m (2)0.80 m/s
11.解析 (1)压缩弹簧时,推力做功全部转化为弹簧的弹性势能,撤去推力后,B在弹力的作用下做加速运动。在弹簧恢复原长的过程中,系统机械能守恒。设弹簧恢复原长时,B的速度为vBO,有
-2
W=mv2BO
此过程中墙给A的冲量即为系统动量的变化量,有
3
2
I=3mvBO
解得I=6mW。
(2)当弹簧恢复原长时,A的速度为最小值vAO,有vAO=0
A离开墙后,在弹簧的作用下速度逐渐增大,B的速度逐渐减小,当弹簧再次恢复原长
时,A达到最大速度vA,B的速度减小到最小值vB。在此过程中,系统动量守恒、机械能守恒,有
3mvBO=mvA+3mvB
2
W=mv2A+mvB
1232
解得vB=
W。 6mW 6m答案 (1)6mW (2)0
12.解析 (1)以初速度v0的方向为正方向,设B的质量为mB,A、B碰撞后的共同速度为v。由题意可知:碰撞前瞬间A的速度为,碰撞前瞬间B的速度为2v,由动量守恒定律
2得m+2mBv=(m+mB)v①
2
由①式得mB=②
2
(2)从开始到碰后的全过程,由动量守恒定律得
vvmmv0=(m+mB)v③
设碰撞过程A、B系统机械能的损失为ΔE,则 1v21122
ΔE=m()+mB(2v)-(m+mB)v④
222212
联立②③④式得ΔE=mv0。
6
m12
答案 (1) (2)mv0
26
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