2016-2017学年高中物理 全一册粤教版选修3-5_15

1 第一章 碰撞与动量守恒 第二节 动量动量守恒定律 A 级 抓基础 1篮球运动员通常要伸出两臂迎接传来的篮球，接球时，两臂随球迅速收缩至胸 前这样做可以( ) A减小球对手的冲量 B减小球对人的冲击力 C减小球的动量变化量 D减小球的动能变化量 解析：根据动量定理得 Ft p.接球时，两臂随球迅速收缩至胸前，因动量的改变量 不变，球对手的冲量不变，时间延长了，所以球对人的冲击力减小了，故选项 B 正确， A、C、D 错误 答案：B 2运动员向静止的球踢了一脚(如图所示)，踢球时的力 F100 N，球在地面上滚动 了 t10 s 停下来，则运动员对球的冲量为( ) A1 000 Ns B500 Ns C0 Ns D无法确定 解析：滚动了 t10 s 是地面摩擦力对足球的作用时间，不是踢球的力的作用时间， 由于不能确定人作用在球上的时间，所以无法确定运动员对球的冲量 答案：D 3(多选)两位同学穿旱冰鞋，面对面站立不动，互推后向相反的方向运动，不计摩擦 阻力，下列判断正确的是( ) A互推后两同学总动量增加 B互推后两同学动量大小相等，方向相反 C分离时质量大的同学的速度小一些 2 D互推过程中机械能守恒 解析：以两人组成的系统为研究对象，竖直方向所受的重力和支持力平衡，合力为零， 水平方向上不受外力，故系统的动量守恒，原来的总动量为零，互推后两同学的总动量保 持为零，则两同学的动量大小相等，方向相反故 A 错 误， B 正确；根据动量守恒得： m 男 v 男 m 女 v 女 0，得 ，可见，分离时速度与质量成反比，即质量大的同学的速度 v男v女 m女m男 小，C 正确；互推过程中，两人均做功，系统总动能增加，故机械能不守恒，D 错误 答案：BC 4质量是 1 kg 的钢球，以 5 m/s 的速度水平向右运动，碰到墙壁后以 3 m/s 的速度 被反向弹回假设球与墙面接触的时间是 0.1 秒，设水平向右为正方向，则( ) A钢球的动量变化量为 2 kgm/s B钢球的动量变化量为2 kgm/s C墙面对钢球的冲量为 8 kgm/s D墙面对钢球的冲量为8 kgm/s 解析：由题意知初动量 p1 mv15 kgm/s，末动量 p2 mv23 kgm/s，所以 动量的变化量为 p p2 p18 kgm/s，所以 A、B 错误；根据动量定理 I 合 p8 kgm/s，所以 C 错误，D 正确 答案：D B 级 提能力 5质量为 M 的沙车，沿光滑水平面以速度 v0做匀速直线运动，此时 从沙车上方落入 一个质量为 m 的大铁球，如图所示，则铁球落入沙车后，沙车将( ) A立即停止运动 B仍匀速运动，速度仍为 v0 C仍匀速运动，速度小于 v0 D做 变速运动，速度不能确定 解析：沙车及铁球组成的系统，水平方向不受外力，水平方向动量守恒，所以有 Mv0( M m)v， v v0FNB，若 相 同，则 fAfB， A、 B 组成的系统合外力不等于零，故 A、 B 组成的系统动量不守恒，选项 A 不正确；若 A、 B 与小车 C 组成系统， A 与 C、 B 与 C 的摩擦力则为系统内力， A、 B、 C 系统 受到的合外力为零，故 A、 B、 C 系统动量守恒，选项 B、D 正确；若 A、 B 组成系统， A、 B 受到的摩擦力合力为零，该系统动量也是守恒的，选项 C 正确 答案：BCD 8在水平力 F30 N 的作用力下，质量 m5 kg 的物体由静止开始沿水平面运动已 知物体与水平面间的动摩擦因数 0.2，若 F 作用 6 s 后撤去，撤去 F 后物体还能向前 运动多长时间才停止( g 取 10 m/s2)? 解析：方法一：用动量定理，分段处理 选物体为研究对象，对于撤去 F 前物体做匀加速运动的过程，始态速度为零，终态速 度为 v.取水平力 F 的方向为正方向，根据动量定理有： (F mg )t1 mv0， 对于撤去 F 后，物体做匀减速运动的过程，始态速度为 v，终态速度为零根据动量 定理有： 4 mgt 20 mv， 以上两式联立解得： t2 t1 6 s12 s. F mg mg 30 0.25100.2510 方法二：用动量定理，研究全过程 选物体作为研究对象，研究整个运动过程，这个过程的始、终状态的物体速度都等于 零 取水平力 F 的方向为正方向，根据动量定理得： (F mg )t1( mg )t20， 解得： t2 t1 6 s12 s. F mg mg 30 0.25100.2510 答案：12 s 9如图所示，小物块 A 在粗糙水平面上做直线运动，经距离 l 时与另一小物块 B 发生 碰撞并粘在一起以速度 v 飞离 桌面，最终落在水平地面上已知 l5.0 m， s0.9 m， A、 B 质量相等且 m0.10 kg，物块与桌面间的动摩擦因数 0.45，桌面高 h0.45 m不计空气阻力，重力加速度 g 取 10 m/s2.求： (1)A、 B 一起平抛的初速度 v； (2)小物块 A 的初速度 v0. 解析：(1)两木块离开桌面后做平抛运动，设在空中飞行的 时间为 t 根据平抛运动规律有： h 12gt2， s vt， ) 代入数据解得： v s 0.9 m/s3.0 m/s. g2h 1020.45 (2) A 在桌面上滑行过程，由动能定理得： mgl mv 2 mv ， 12 12 20 A、 B 碰撞过 程，由动量守恒定律： mv2 mv， 联立得： v0 9 m/s.v 2 2 gl 答案：(1)3.0 m/s (2)9 m/s 10如图所示，长 l0.2 m 的细线上端固定在 O 点，下端连接一个质量为 m0.5 kg 5 的小球，悬点 O 距地面的高度 H0.35 m开始时将小球提到 O 点而静止，然后让它自由 下落，当小球到达使细线被拉直的位置时，刚好把细线拉断，再经 过 t0.1 s 落到地 面如果不考虑细线的形变， g 取 10 m/s2，试求： (1)细线拉断前后的速度大小和方向； (2)假设细线由拉直到断裂所经历的时间为 t0.1 s，试确定细线的平均张力大 小 解析：(1)细线拉断前，小球下落过程机械能守恒： mgl mv ， 12 21 得 v1 2 m/s，方向竖直向下2gl 设细线拉断后球速为 v2，方向竖直向下，由 H l v2t gt2， 12 可得： v21