高中物理 第十六章 动量守恒定律单元质量评估 新人教版选修3-5.doc

第十六章 动量守恒定律一、选择题1若一个物体的动量发生了变化，则物体(质量不变)运动的()a速度大小一定改变了b速度方向一定改变了c速度一定变化了 d加速度一定不为零解析：根据动量的定义pmv，在m一定时，只有v的大小或方向发生变化，动量p才会变化，根据加速度的定义a，则a一定不为零，故选c、d答案：cd2一辆小车静止在光滑的水平面上，小车立柱上固定一条长为l、系有小球的水平细绳，小球由静止释放，如图所示，不计一切摩擦，下列说法正确的是()a小球的机械能守恒，动量不守恒b小球的机械能不守恒，动量也不守恒c球、车系统的机械能守恒，动量守恒d球、车系统的机械能、动量都不守恒解析：以小球和小车作为一个系统，该系统水平方向上不受外力，因此水平方向动量守恒，c选项并没有说明哪个方向，因此错误；小球由静止释放，小球受到绳子拉力作用，动量不守恒，机械能也不守恒，b选项正确答案：b3如图所示，一小车静止在光滑水平面上，甲、乙两人分别站在左、右两侧，整个系统原来静止则当两人同时相向运动时()a要使小车静止不动，甲、乙速率必须相等b要使小车向左运动，甲的速率必须比乙的大c要使小车向左运动，甲的动量必须比乙的大d要使小车向左运动，甲的动量必须比乙的小解析：系统总动量为零，要使车不动，两人的动量矢量和必须为零，即他们的动量大小相等，由于不知道两人各自的质量，故无法判断a项要使车向左运动，两人的动量矢量和必须向右，故知甲的动量要大于乙的才行，c对而b、d错答案：c4质量为m的物体放在水平面上，在与水平方向成夹角的拉力f的作用下由静止开始运动，经过时间t速度达到v，在这一时间内拉力f和重力g的冲量大小分别为()aflcos ，0 bmv，ftcft,0 dft，mgt解析：许多同学认为在此题中，重力和支持力的方向与运动方向垂直，它们的作用效果对物体的运动没有影响，因此它们的冲量为零，实际上这是错误的，根据冲量的概念可知拉力的冲量为ft，重力的冲量为mgt，故正确选项为d答案：d5质量为1 kg的物体在离地面高5 m处自由下落，正好落在以5 m/s的速度沿光滑水平面匀速行驶的装有沙子的小车中，车和沙子的总质量为4 kg，当物体与小车相对静止后，小车的速度为()a3 m/s b4 m/sc5 m/s d6 m/s解析：物体落入沙子中，系统水平方向动量守恒，由(mm)vmv0可得小车最终速度v4 m/s答案：b6某同学利用计算机模拟a、b两球碰撞来验证动量守恒，已知a、b两球质量之比为23，用a作入射球，初速度为v112 m/s，让a球与静止的b球相碰，若规定以v1的方向为正，则该同学记录碰后的数据中，肯定不合理的是()次数abcdv10.480.601.200.24v20.480.401.600.96解析：根据碰撞特点：动量守恒、碰撞后机械能不增加、碰后速度特点可以判断不合理的是b、c答案：bc7现有甲、乙两滑块质量分别为3m和m，以相同的速率v在光滑水平面上相向运动，发生了碰撞己知碰撞后，甲滑块静止不动，那么这次碰撞是()a弹性碰撞 b非弹性碰撞c完全非弹性碰撞 d条件不足，无法确定解析：由动量守恒3mvmv0mv，所以v2v碰前总动能ek3mv2mv22mv2碰后总动能ekmv22mv2，ekek，所以a正确答案：a8质量为m和m0的滑块用轻弹簧连接，以恒定速度v沿光滑水平面运动，与位于正对面的质量为m的静止滑块发生碰撞，如图所示，碰撞时间极短，在此过程中，下列说法正确的是()am、m0、m速度均发生变化，碰后分别为v1、v2、v3，且满足(mm0)vmv1mv2m0v3bm0的速度不变，m和m的速度变为v1和v2，且满足mvmv1mv2cm0的速度不变，m和m的速度都变为v，且满足mv(mm)vdm、m0、m速度均发生变化，m和m的速度都变为v1，m的速度变为v2，且满足(mm0)v(mm0)v1mv2解析：m和m碰撞时间极短，在极短的时间内弹簧形变极小，可忽略不计，因而m0在水平方向上没有受到外力作用，动量不变(速度不变)，可以认为碰撞过程中m0没有参与，只涉及m和m，由于水平面光滑，弹簧形变极小，所以m和m组成的系统水平方向动量守恒，两者碰撞后可能具有共同速度，也可能分开，所以只有b、c正确答案：bc9在光滑的水平面上有一质量为02 kg的小球以50 m/s的速度向前运动，与质量为30 kg的静止木块发生碰撞，假设碰撞后木块的速度是v水42 m/s，则()a碰撞后球的速度为v球13 m/sbv木42 m/s这一假设不合理，因而这种情况不可能发生cv木42 m/s这一假设是合理的，碰撞后小球被弹回来dv木42 m/s这一假设是可能发生的，但由于题给条件不足，v球的大小不能确定解析：假设这一过程可以实现，根据动量守恒定律得m1vm1v1m2v木，代入数据解得v158 m/s，这一过程不可能发生，因为碰撞后的机械能增加了答案：b二、非选择题10如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系(1)实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过仅测量_(填选项前的符号)，间接地解决这个问题a小球开始释放高度hb小球抛出点距地面的高度hc小球做平抛运动的射程(2)图中o点是小球抛出点在地面上的垂直投影实验时，先让入射球m1多次从斜轨上s位置静止释放，找到其平均落地点的位置p，测量平抛射程op然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上s位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复接下来要完成的必要步骤是_(填选项前的符号)a用天平测量两个小球的质量m1、m2b测量小球m1开始释放的高度hc测量抛出点距地面的高度hd分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置m、ne测量平抛射程om、on(3)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为_用(2)中测量的量表示解析：(1)该实验是验证动量守恒定律，也就是验证两球碰撞前后动量是否相等，即验证m1v1m1v1m2v2，由题图中装置可以看出，不放被碰小球m2时，m1从抛出点下落高度与放上m2，两球相碰后下落的高度h相同，即在空中做平抛运动的下落时间t相同，故有v1，v1，v2，代入m1v1m1v1m2v2，可得m1opm1omm2on，只需验证该式成立即可，在实验中不需测出速度，只需测出小球做平抛运动的水平位移即可需先找出落地点才能测量小球的水平位移，测量小球的质量无先后之分若两球相碰前后动量守恒，需满足m1opm1omm2on答案：(1)c(2)ade或dea或dae(3)m1opm1omm2on11如图所示，质量为m的平板车在光滑的水平面上以速度v向右匀速运动，而且足够长一个质量为m的物体a从距车表面h高处由静止落到车上，求车的最终速度若车的上表面光滑，车的最终速度又为多少？解析：物体落到车上后，车对物体的摩擦力使物体加速，物体对车的摩擦力使车减速，两者动量都发生了变化，最终物体相对车静止由于水平面光滑，系统水平方向动量守恒，即mv(mm)v1 得v1mv/(mm)若平板车的上表面光滑，物体a和平板车之间水平方向上无相互作用，水平面又光滑，平板车应做匀速直线运动，速度v不变答案：mv/(mm)，方向向右v，方向向右12随着机动车数量的增加，交通安全问题日益凸显分析交通违法事例，将警示我们遵守交通法规，珍惜生命一货车严重超载后的总质量为49 t，以54 km/h的速率匀速行驶发现红灯时司机刹车，货车即做匀减速直线运动，加速度的大小为25 m/s2(不超载时则为5 m/s2)(1)若前方无阻挡，问从刹车到停下来此货车在超载及不超载时分别前进多远？(2)若超载货车刹车时正前方25 m处停着总质量为1 t的轿车，两车将发生碰撞，设相互作用01 s后获得相同速度，问货车对轿车的平均冲力多大？解析：(1)货车初速度v054 km/h15 m/s超载时加速度a125 m/s2，则滑行距离x1 m45 m；不超载时加速度a