神笛2005
课时训练1 物体的碰撞 动量 动量守恒
定律
基础夯实
1.两个物体在光滑水平面上相向运动,在正碰以后都停下来,那么这两个物体在碰撞以前( )
A.质量一定相等 B.速度大小一定相等 C.动量大小一定相等 D.动能一定相等 答案C 解析根据动量守恒定律,这两个物体正碰以后都停下来,说明总动量为零,必然有碰撞前它们的动量大小相等、方向相反.
2.物体在恒力F作用下做直线运动,在t1时间内物体的速度由零增大到v,F对物体做功W1,给物体冲量I1.若在t2时间内物体的速度由v增大到2v,F对物体做功W2,给物体冲量I2,则( )(导学号51160097) A.W1=W2 I1=I2 B.W1=W2 I1>I2 C.W1 3.如图所示,在光滑水平面上质量分别为mA=2 kg、mB=4 kg,速率分别为vA=5 m/s、vB=2 m/s的A、B两小球沿同一直线相向运动( )(导学号51160098) A.它们碰撞前的总动量是18 kg·m/s,方向水平向右 B.它们碰撞后的总动量是18 kg·m/s,方向水平向左 C.它们碰撞前的总动量是2 kg·m/s,方向水平向右 D.它们碰撞后的总动量是2 kg·m/s,方向水平向左 答案C 解析以水平向右方向为正方向,两球碰前的总动量为p=pA+pB=10 kg·m/s-8 kg·m/s=2 kg·m/s,因此C正确,A错误;两球不受摩擦,系统动量守恒,碰撞后总动量依然为2 kg·m/s,方向依然向右,B、D错误. 4.两个具有相等动量的物体A、B,质量分别为mA和mB,且mA>mB,比较它们的动能,则( ) A.B的动能较大 B.A的动能较大 C.动能相等 D.不能确定 答案A 解析根据Ek=,mA>mB,必然有A的动能较小,B的动能较大,所以A正确. 5.(多选)要计算竖直上抛一个物体的过程中手对抛出物作用力的冲量,如不计空气阻力,所需的已知条件为下列几种组合中的( ) A.物体的质量m,它能上升的最大高度H B.抛出时的初速v0,它能上升的最大高度H C.抛出时用力F的大小,物体上升到最高处所需的时间t D.物体的重力G,它在空中的时间t' 神笛2005 神笛2005 答案AD 解析根据动量定理求解手对抛出物作用力的冲量,需要知道物体的质量和初速度或是物体的重力以及上升时间. 6.(多选)物体在恒定合外力作用下运动,则( ) A.物体一定做直线运动 B.物体的动量变化一定恒定 C.物体的动量增量与时间成正比 D.单位时间内物体动量的增量与物体的质量无关 答案CD 解析物体在恒力作用下既可以做直线运动,也可以做曲线运动;动量的变化率等于这个恒力. 7.(多选)如图所示,在光滑水平桌面上放着长为L的方木块M,今有A、B两颗子弹沿同一水平直线分别以vA、vB从M的两侧同时射入木块.A、B在木块中嵌入的深度分别为dA、dB,且dA>dB,dA+dB A.速度vA>vB B.子弹A的质量大于B的质量 C.子弹A的动量大于B的动量 D.子弹A的动能大于B的动能 答案AD 8.在验证碰撞中的动量守恒实验时,实验装置如图所示,要求实验时所用的两个小球的半径r ,入射球的质量m1 被碰球的质量m2.若已测得小球半径r,实验中还需的测量工具有 .若两球在碰撞中动量守恒,则满足关系式 (用题目和图中的量表示). 答案相等 大于 刻度尺、天平 m1=m1+m2(-2r) 能力提升 9.(多选)质量为m的平板小车静止在光滑的水平面上,一个质量为M的人立于小车的一端.当人从车的一端走向另一端的过程中,下列说法中正确的是( ) A.人对小车压力的冲量,使小车与人沿同方向运动 B.人对小车摩擦力的冲量,使小车产生与人运动方向相反的动量 C.人与小车的动量在任一时刻都大小相等而方向相反 D.人与车的瞬时速度总是大小相等方向相反 答案BC 解析人和小车组成的系统总动量为零,人和小车的动量大小相等方向相反. 10.一宇宙飞船以v=1.0×104 m/s的速度进入密度为ρ=2.0×10-7 kg/m3的微陨石流中,如果飞船 神笛2005 神笛2005 在垂直于运动方向上的最大截面积S=5 m2,且认为微陨石与飞船碰撞后都附着在飞船上.为使飞船的速度保持不变,飞船的推力应为多大?(导学号51160099) 答案100 N 解析设t时间内附着在飞船上的微陨石总质量为Δm,则Δm=ρSvt① 这些微陨石由静止至随飞船一起运动,其动量增加是受飞船对其作用的结果,由动量定理有Ft=Δp=Δmv② 则微陨石对飞船的冲量大小也为Ft,为使飞船速度保持不变,飞船应增加的牵引力为ΔF=F③ 综合①②③并代入数值得ΔF=100 N,即飞船的牵引力应为100 N. 11.甲、乙两个玩具小车在光滑水平面上沿同一直线相向运动,它们的质量和速度大小分别为m1=0.5 kg,v1=2 m/s;m2=3 kg,v2=1 m/s.两小车相碰后,乙车的速度减小为v2'=0.5 m/s,方向不变,求甲车的速度v1'.(导学号51160100) 答案1 m/s,方向与乙车原来的方向相同. 解析设碰前甲车运动的方向为正方向.对两车组成的系统,由于在光滑的水平面上运动,作用在系统上的水平方向的外力为零,故由动量守恒定律有 m1v1-m2v2=m1v1'-m2v2' 得v1'= = m/s=-1 m/s. 负号表示甲车在相碰后速度的方向与乙车的速度方向相同. 12.一质量为m的小球,以初速度v0沿水平方向射出,恰好垂直地射到一倾角为30°的固定斜面上,并立即沿反方向弹回.已知反弹速度的大小是入射速度大小的.求在碰撞过程中斜面对小球的冲量的大小.(导学号51160101) 答案mv0 解析 设刚要碰撞斜面时小球速度为v,由题意,v的方向与竖直线的夹角为30°,且水平分量仍为v0,如图所示.由此得 v=2v0.① 碰撞过程中,小球速度由v变为反向的v,碰撞时间极短,可不计重力的冲量.由动量定理,设反弹速度的方向为正方向,则斜面对小球的冲量为 I=m-m·(-v).② 由①②得I=mv0. 神笛2005
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