1、第一章第一章 动量守恒定律动量守恒定律 （A）卷）卷 1.在列车编组站里,一节动车车厢以 1 m/s 的速度碰上另一节静止的拖车车厢,碰后两节车厢 结合在一起继续运动.已知两节车厢的质量均为 20 t,则碰撞过程拖车车厢受到的冲量大小为 (碰撞过程时间很短,内力很大)( ) A.10 N s B.20 N s C. 4 1 10 N s D. 4 2 10 N s 2.质量为 1kg 的物体从离地面5 m高处自由下落，与地面碰撞后，上升的最大高度为3.2 m, 设物体与地面作用时间为0.2 s,( 2 10 m/sg ),则物体对地面的平均冲击力为多大( ) A.100N B.20N C.20
2、0N D.50N 3.如图所示，一个物体在与水平方向成 角的拉力 F的作用下以速度 v匀速前进了时间 t，则在此过程中( ) A.拉力对物体的冲量大小为 0 B.拉力对物体的冲量大小为cosFt C.拉力对物体所做的功为Fvt D.拉力对物体所做的功为cosFvt 4.如图所示，篮球训练中，某同学伸出双手迎接飞来的篮球，触球后双手随篮球收缩至胸前. 这样接球有助于减小接球过程中( ) A.篮球动量的变化量 B.篮球动能的变化量 C.篮球对手的作用力 D.篮球对手作用力的 冲量 5.一质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳,经t时间,身体伸直并刚好离开地面,速度为 v。在此过程中( ) A.地面对他
3、的冲量为mvmg t,地面对他做的功为 2 1 2 mv B.地面对他的冲量为mvmg t,地面对他做的功为零 C.地面对他的冲量为mv,地面对他做的功为 2 1 2 mv D.地面对他的冲量为mvmg t,地面对他做的功为零 6.如图所示，质量为 M的盒子放在光滑的水平面上，盒子内表面不光滑，盒内放有一块质 量为 m的物体，某时刻给物体一个水平向右的初速度 0 v，那么在物体与盒子前后壁多次往 复碰撞后( ) A由于机械能损耗最终两者的速度均为零 B两者的碰撞会永远进行下去，不会形成共同的速度 C盒子的最终速度为 0/ mvM，方向水平向右 D盒子的最终速度为 0 ()/mvMm，方向水平向
4、右 7.我国女子短道速滑队在 2013 年世锦赛上实现女子3000 m接力三连冠.观察发现，“接棒” 的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲 一把，使甲获得更大的速度向前冲出.如图所示，在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间 在水平方向上的相互作用，则（ ） A.甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量 B.甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反 C.甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量 D.甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功 8.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 0 v水平向右
5、运动，从 A 与弹簧接触至弹簧被压缩最短的过程中（ ） A.AB、的动量变化量相同 B.AB、的动量变化率相同 C.AB、所受合外力的冲量相同 D.AB、系统的总动量保持不变 9.如图，质量为M的小船在静止水面上以速率 0 v向右匀速行驶，一质量为m的救生员在 船尾，相对小船静止。若救生员以相对水面速率 v 水平向左跃入水中，则救生员跃出后小 船的速率为( ) A. 0 m vv M B. 0 m vv M C. 00 m vvv M D. 00 m vvv M 10.质量2 kgm 的小物块在某一高度以 0 5 m/sv 的速度开始做平抛运动，若 2 10 m/sg ， 当运动到竖直位移与水
6、平位移相等时，对于物块（ ） A.此时的瞬时速度大小为5 2 m/s B.此时重力的瞬时功率大小为200 W C.此过程动量改变大小为10( 51) kg m/s D.此过程重力的冲量大小为20 N s 11.某同学欲采用课本上介绍的气垫导轨和光电计时器等器材进行“验证动量守恒定律”的实 验.实验装置如图所示,下面是实验的主要步骤: 安装好气垫导轨和光电门,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平; 测得 A 和 B 两滑块上遮光片的宽度均为 d; 测得AB、两滑块的质量(包含遮光片)分别为 12 mm、; 向气垫导轨通入压缩空气; 利用气垫导轨左右的弹射装置,使滑块AB、分别向右和向左运动,测出滑
7、块AB、在碰撞 前经过光电门过程中挡光时间分别为 1 t和 2 t; 观察发现滑块AB、碰撞后粘合在一起,运动方向与滑块 B 碰撞前运动方向相同,此后滑块 A 再次经过光电门时挡光时间为t. 试解答下列问题: （1）碰撞前 A 滑块的速度大小为_,碰撞前 B 滑块的速度大小为_. （2） 为了验证碰撞中动量守恒,需要验证的关系式:_(用题中物理量表示). （3）有同学认为利用此实验装置还能计算碰撞过程中损失的机械能.请用上述实验过程测出 的相关物理量,表示AB、系统在碰撞过程中损失的机械能E_. 12.如图所示， 一光滑水平轨道上静止一质量为2 m的小球 B。 另一大小相同的质量为 m的 小球
8、 A以速度向右运动并与 B 球发生弹性正碰，求： （1）碰撞结束时 A球的速度的大小及方向； （2）碰撞过程 B球对 A球的冲量大小及方向。 答案以及解析答案以及解析 1.答案：C 解析：动车车厢和拖车车厢碰撞过程动量守恒,根据动量守恒定律有 0 2mvmv,对拖车车厢, 根据动量定理有Imv,联立解得 4 1 10 N sI,选项 C 正确. 2.答案：A 解析：由动能定理得:小球下落过程: 2 11 1 0 2 mghmv, 1 10 m/sv ,方向竖直向下; 小球上升过程: 2 22 0mghmv, 2 8 m/sv ,方向竖直向上; 以向下为正方向,由动量定理得: 21 mgF tm
9、vmv, 即: 1 100.218110F , 解得: 100 NF ;负号表示冲力方向向上;故选 A. 3.答案：D 解析：AB.拉力对物体的冲量IFt，故 A、B 错误； CD.物体匀速运动，在时间 t内的位移xvt，拉力做功 cosWFx 联立可得 cosWFvt 故 C 错误，D 正确。 故选 D。 4.答案：C 解析：由于接球的过程中，无论双手是否收缩，球的初、末速度不变，所以篮球对手作用力 的冲量和篮球动量的变化量、动能的变化量都不变，A、B、D 错误；先伸出双手迎接飞来 的篮球，触球后双手随篮球收缩至胸前，这样可以增加篮球与双手接触的时间，根据动量定 理得0Ftmv，解得 mv
10、F t ，当时间增加时，手对篮球作用力减小，则篮球对手的作用 力减小，C 正确. 5.答案：B 解析：运动员从下蹲状态向上起跳,经时间t速度为 v,对此过程应用动量定理得 0Img tmv ,故在此过程中,地面对他的冲量Imvmg t,运动员在起跳过程中,受 到地面对他的支持力,但运动员的脚没有产生位移,所以地面对他做的功为零,实际运动员的 动能是由运动员自身的肌肉收缩做功转化而来,故选 B。 6.答案：D 解析：选物体与小车组成的系统为研究对象，由水平方向动量守恒得： 0 mvMmv（） 所以： 0 m vv mM v方向与 0 v同向，即方向水平向右。故选：D 7.答案：B 解析： 设甲乙
11、两运动员的质量分别为m甲、m乙，追上之前的瞬间甲、乙两运动员的速度分 别是v甲、v乙，根据题意整个交接棒过程可以分为两部分： 完全非弹性碰撞过程“交棒” m vm vmmv 甲 甲乙 乙甲乙共 向前推出(人船模型)“接棒” mmv m vm v 甲乙甲 甲乙 乙共 （） 由上面两个方程联立可以解得：mvmv 甲甲乙乙，故说明甲、乙的动量变化大小相等，方 向相反；故 B 正确。 8.答案：D 解析：A、两物体相互作用过程中系统动量守恒，AB、动量变化量大小相等、方向相反， 动量变化量不同，故 A 错误； B、由动量定理可知，动量的变化率等于物体所受合外力，AB、两物体所受合外力大小相 等、方向相
12、反，所受合外力不同，动量的变化率不同，故 B 错误； C、AB、所受合外力的冲量大小相等、方向相反，合外力的冲量不同，故 C 错误； D、两物体组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，系统总动量保持不变，故 D 正确； 故选：D 9.答案：C 解析：取向右为正方向,由动量守恒有 0 mM vmvMv ,解之有 00 m vvvv M ，故 C 正确。 10.答案：BD 解析： A、 此时竖直方向的速度为：10 m/s y vgt， 则此时的速度为： 22 0 5 5 m/s y vvv， 故 A 错误； B、此时的重力瞬时功率为：200 W y Pmgv，故 B 正确； C、根据动量定理：20
13、 kgm/sIPmgt ，故 C 错误； D、根据20 N sImgt，故 D 正确。 11.答案：（1） 1 d t ， 2 d t ； （2） 2112 21 mmmm ttt ； （3） 2 1212 222 12 () 2 mmmmd ttt 解析：（1）碰撞前 A 滑块的速度大小为 1 A d v t ,碰撞前 B 滑块的速度大小为 2 B d v t . （2） 为了验证碰撞中动量守恒,需要验证的关系式() BBAABA m vm vmmv,其中碰撞后的共 同速度 d v t ,分析可得 2112 21 mmmm ttt . （3）AB、系统在碰撞过程中损失的机械能 222 1212 111 () 222 AB Emvm vmm v,分析可得 2 1212 222 12 () 2 mmmmd E ttt . 12.答案：（1）以向右为正，碰撞过程中由动量守恒和能量守恒 可得： 0 2 AB mvmvmv 222 0 111 2 222 AB mvmvmv 联立解得： 0 1 3 A vv 故 A球得速度大小为 0 1 3 v，方向水平向左 （2）对 A球由动量定理有： 0A Imvmv 解得： 0 4 3 Imv 故 B 对 A得冲量大小为 0 4 3 mv，方向水平向左