2011年高考物理二轮复习 单元五 动量和动量守恒

20112011 年高考物理二轮专题复习单元练习年高考物理二轮专题复习单元练习 单元五单元五 动量和动量守恒定理动量和动量守恒定理 一 一 选择 填空题选择 填空题 1 花样滑冰运动员绕自身的竖直轴转动 开始时臂伸开 转动惯量为J0角速度为 0 然 后她将两臂收回 使转动惯量减少为 这时她转动的角速度变为 0 J 3 1 J C 0000 3 D 3 C 3 1 B 3 1 A 2 如图所示 一质量为m的匀质细杆AB A端靠在光滑的竖直墙壁上 B端置于粗糙水 平地面而静止 杆身与竖直方向成 角 则 A 端对墙壁的压力大小为 B A 0 25 mg cos B 0 5 mg tg C mg sin D 不能唯一确定 3 如图所示 一个小物体 置于一光滑的水平桌面上 一绳其一端连结此物体 另一端穿 过桌面中心的孔 物体原以角速度 在距孔为R的圆周上转动 今将绳从小孔缓慢往下拉 则物体 D A 动能不变 动量改变 B 动量不变 动能改变 C 角动量不变 动量不变 D 角动量不变 动量 动能都改变 4 如图所示 一匀质细杆可绕通过上端与杆垂直的水平光滑固定轴O旋转 初始状态为 静止悬挂 现有一个小球自左方水平打击细杆 设小球与细杆之间为非弹性碰撞 则在碰 撞过程中对细杆与小球这一系统 C A 只有机械能守恒 B 只有动量守恒 2 选择题 3 选择题 4 选择题 5 选择题 2 计算题 1 计算题 C 只有对轴O的角动量守恒 D 机械能 动量和角动量均守恒 5 匀质园盘水平放置 可绕过盘心的铅直轴自由转动 园盘对该轴的转动惯量为J0 当转 动角速度为 0时 有一质量为m的质点落到园盘上 并粘在距轴R 2处 R为园盘半径 则它们的角速度 0 2 0 0 mR 4 1 J J 6 质量为m的均质杆 长为l 以角速度 绕过杆的端点 垂直于杆的水平轴转动 杆绕 转动轴的动能为 动量矩为 22 k ml 6 1 E 2 0 ml 3 1 L 二 二 计算题计算题 1 长为l质量为m0的细杆可绕垂直于一端的水平轴 自由转动 杆原来处于平衡状态 现有一质量为m的小球沿光滑水平面飞来 正好与杆下 端相碰 设碰撞为完全弹性碰撞 使杆向上摆到处 如图所示 求小球的初速度 60 A 研究系统为小球和直杆 系统所受外力对于转轴 的力矩为零 系统角动量守恒 2 00 lm 3 1 mvllmv 弹性碰撞系统动能守恒 22 0 2 2 0 lm 3 1 2 1 mv 2 1 mv 2 1 碰撞后 直杆绕固定轴转过角度 直杆重力矩做的功等于直杆动能的增量 60 22 0 0 0 lm 3 1 2 1 0 60cos1 glm 2 1 2 l 3 1 g 2 1 由以上三式得到 gl6 m12 m3m v 0 0 2 质量为M 0 03 kg 长为l 0 2 m的均匀细棒 在一 水平面内绕通过棒中心并与棒垂直的光滑固定轴自由转动 细棒上套有两个可沿棒滑动的小物体 每个质量都为 3 计算题 4 计算题 m 0 02 kg 开始时 两小物体分别被固定在棒中心的两侧且距棒中心各为r 0 05 m 此 系统以n1 15 rev min的转速转动 若将小物体松开后 它们在滑动过程中受到的阻力正 比于速度 已知棒对中心轴的转动惯量为 求 2 Ml 12 1 1 当两小物体到达棒端时 系统的角速度是多少 2 当两小物体飞离棒端 棒的角速度是多少 A 研究系统为均匀细棒和两个可沿棒滑动的小物体 系统受到的外力对于转轴的力矩以及 摩擦阻力转轴的力矩和为零 系统的角动量守恒 系统初始的角动量 2 1 2 11 2 1 rmrm Ml 12 1 L 物体到达棒端时系统的角动量 2 l 2 l m 2 l 2 l m Ml 12 1 L 222 2 2 2 22 22 11 2 2 l m2 Ml 12 1 rm2 Ml 12 1 求得 s rad2 0 ml6Ml mr24Ml 1 22 22 2 当两小物体飞离棒端 由角动量守恒定律可写出 2 23 22 22 2 2 l m2 Ml 12 1 2 l m2 Ml 12 1 s rad2 0 23 3 一质量为M 半径为R并以角速度 旋转的飞轮 在某一瞬时突然有一片质量为m的 碎片从轮的边缘上飞出 如图 假定碎片脱离飞轮时的瞬时速度方向正好竖直向上 计算 1 问它能上升多高 2 求余下部分的角速度 角动 量和转动动能 A 碎片脱离前后系统的角动量守恒 R mR mRMR 2 1 MR 2 1 222 2222 mR mRMR 2 1 MR 2 1 余下部分的角速度 碎片升高 g2 v h 2 g2 R h 2 余下部分的角动量 mRMR 2 1 L 22 余下部分的转动动能 222 k mRMR 2 1 2 1 E 222 k mR2MR 4 1 E 4 有一圆板状水平转台 质量M 200 kg 半径R 3 m 台上有一人 质量m 50 kg 当他站在离转轴 r 1m处时 转台和人一起以 1 1 35 rad s的角速度 5 计算题 转动 若轴处摩擦可以忽略不计 问当人走到台边时 转台和人一起转动的角速度 为多 少 A 研究系统为人和转台 系统所受外力对转轴的力 矩为零 系统角动量守恒 22 1 2 1 2 mRMR 2 1 mrMR 2 1 当人走到台边时 转台和人一起转动的角速度 1 22 22 mR2MR mr2MR s rad95 0 5 均匀细麦杆长为L 可绕通过中心O的固定水 平轴在铅垂面内自由转动 开始时麦杆静止于水平 位置 一质量与麦杆相同的甲虫以速度v0垂直落 到麦杆的1 4长度处 落下后立即向端点爬行 试 问 1 为使麦杆以均匀的角速度转动 甲虫沿麦 杆的爬行速度应是多少 2 为使甲虫在麦杆转到 铅直位置前能爬到端点 甲虫下落速度v0最大是 多少 A 研究系统为甲虫和麦杆 碰撞为完全非弹性碰 撞 系统对转轴的角动量守恒 0 2 0 2 0 2 l 4 1 mml 12 1 l 4 1 mv0ml 12 1 麦杆开始转动的角速度 l v 7 12 0 0 此后麦杆和甲虫在甲虫重力矩的作用下绕定轴转动 将甲虫和麦杆视为一个系统 甲 虫在任意位置r时 系统对转轴的角动量 r mrml 12 1 L 2 根据角动量定理 甲虫相对于麦杆爬行的速度 rvm2 dt dL cosmgr 2 cosg v 根据题目要求 又因为 所以