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2019年高中物理第16章动量守恒定律综合检测新人教版选修3-5
一、选择题本题共7小题,每小题6分,共42分.每小题至少有一个选项是正确的.1.重为4N的物体,静止在倾角为30°的斜面上,在5s内,关于重力对物体的冲量的说法正确的是 A.重力的冲量为零B.重力的冲量为10N·sC.重力的冲量为20N·sD.重力的冲量与摩擦力的冲量相等【解析】 冲量是力与时间的乘积,由I=Ft知,重力的冲量为20N·s,方向竖直向下,而摩擦力的冲量为10N·s,方向沿斜面向上,C正确,A、B、D错误.【答案】 C2.水平抛出在空中飞行的物体,不考虑空气阻力,则 A.在相等的时间间隔内动量的变化相同B.在任何时间内,动量变化的方向都是竖直向下C.在任何时间内,动量对时间的变化率恒定D.在刚抛出物体的瞬间,动量对时间的变化率为零【解析】 做平抛运动的物体仅受重力作用,由动量定理得Δp=mg·Δt,因为在相等的时间内动量的变化量Δp相同,即大小相等,方向都是竖直向下的,从而动量的变化率恒定,故选项A、B、C正确,D错误.【答案】 ABC图13.如图1所示,游乐场上,两位同学各驾着一辆碰碰车迎面相撞,此后,两车以共同的速度运动;设甲同学和他的车的总质量为150kg,碰撞前向右运动,速度的大小为
4.5m/s,乙同学和他的车的总质量为200kg,碰撞前向左运动,速度的大小为
4.25m/s,则碰撞后两车共同的运动速度为取向右为正方向 A.1m/s B.
0.5m/sC.-1m/sD.-
0.5m/s【解析】 两车碰撞过程中动量守恒,即m1v1-m2v2=m1+m2v解得v==m/s=-
0.5m/s,故D正确.【答案】 D4.甲、乙两船静止在湖面上,总质量分别是m
1、m2,两船相距x,甲船上的人通过绳子用力F拉乙船,若水对两船的阻力大小均为Ff,且FfF,则在两船相向运动的过程中 A.甲船的动量守恒B.乙船的动量守恒C.甲、乙两船的总动量守恒D.甲、乙两船的总动量不守恒【解析】 因两船所受的阻力等大反向,故两船水平方向合力为零,两船的总动量守恒,C正确,D错误;因FfF,故两船相向加速运动,A、B均错误.【答案】 C5.xx·庆阳高二检测一气球由地面匀速上升,当气球下的吊梯上站着的人沿着梯子向上爬时,下列说法正确的是 A.气球可能匀速上升B.气球可能相对地面静止C.气球可能下降D.气球运动速度不发生变化【解析】 系统满足动量守恒M+mv0=Mv1+mv2,当人沿梯子向上爬时,v1可能为零,可能为正,也可能为负,则只有D的说法不正确.【答案】 ABC6.2011·福建高考在光滑水平面上,一质量为m、速度大小为v的A球与质量为2m静止的B球碰撞后,A球的速度方向与碰撞前相反.则碰撞后B球的速度大小可能是 A.
0.6vB.
0.4vC.
0.3vD.
0.2v【解析】 由动量守恒定律得设小球A碰前的速度方向为正,则mv=-mv1+2mv2则2v2=v1+vvv2,即v
20.5v,A正确.【答案】 A7.如图2所示,质量为M的小车静止在光滑的水平面上,小车上AB部分是半径为R的四分之一光滑圆弧,BC部分是粗糙的水平面.今把质量为m的小物体从A点由静止释放,m与BC部分间的动摩擦因数为μ,最终小物体与小车相对静止于B、C之间的D点,则B、D间的距离x随各量变化的情况是 图2A.其他量不变,R越大x越大B.其他量不变,μ越大x越大C.其他量不变,m越大x越大D.其他量不变,M越大x越大【解析】 小车和小物体组成的系统水平方向的动量守恒且为零,所以当小车和小物体相对静止时,系统水平方向的总动量仍为零,则小车和小物体相对于水平面也静止,由能量守恒得μmgx=mgR,x=R/μ,选项A正确.【答案】 A
二、非选择题本题共5小题,共58分.计算题要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位.8.10分气垫导轨是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦.我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律,实验装置如图3所示弹簧的长度忽略不计,采用的实验步骤如下图3a.用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB;b.调整气垫导轨,使导轨处于水平;c.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上;d.用刻度尺测出滑块A的左端至挡板C的距离L1;e.按下电钮放开卡销,同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作,当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时,记下滑块A、B分别到达挡板C、D的运动时间t1和t
2.1实验中还应测量的物理量是___________________________________.2利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是________,上式中算得A、B两滑块的动量大小并不完全相等,产生误差的原因是
①___________________________________________________________;
②_______________________________________________回答两点即可.3利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小?如能,请写出表达式.如不能,请说明理由.【解析】 1实验中还应测量的物理量是滑块B的右端到挡板D的距离L
2.2验证动量守恒定律的表达式是mA=mB产生误差的原因有气垫导轨不水平;测量m
1、m
2、L
1、L
2、t
1、t2时带来的误差;滑块与导轨间有摩擦等.3能;表达式为Ep=mAv+mBv=mA2+mB
2.【答案】 见解析9.10分一辆轿车强行超车时,与另一辆迎面驶来的轿车相撞,两车相撞后,两车车身因相互挤压,皆缩短了
0.5m,据测算两车相撞前速度约为30m/s.1试求车祸中车内质量约60kg的人受到的平均冲力是多大?2若此人系有安全带,安全带在车祸过程中与人体的作用时间是1s,求这时人体受到的平均冲力为多大?【解析】 1我们认为两车相撞时人与车一起做匀减速运动直到停止,位移为
0.5m.设运动的时间为t,根据x=t,得t==s.根据动量定理得Ft=Δp=mv0,即F==N=
5.4×104N.2若人系有安全带,则F′==N=
1.8×103N.【答案】
15.4×104N
21.8×103N10.10分xx·山东高考光滑水平轨道上有三个木块A、B、C,质量分别为mA=3m、mB=mC=m,开始时B、C均静止,A以初速度v0向右运动,A与B碰撞后分开,B又与C发生碰撞并粘在一起,此后A与B间的距离保持不变.求B与C碰撞前B的速度大小.图4【解析】 设A与B碰撞后,A的速度为vA,B与C碰撞前B的速度为vB,B与C碰撞后粘在一起的速度为v,由动量守恒定律得对A、B木块mAv0=mAvA+mBvB
①对B、C木块mBvB=mB+mCv
②由A与B间的距离保持不变可知vA=v
③联立
①②③式,代入数据得vB=v
0.【答案】 v011.14分一个质量为M1=50kg的人A,手里拿着一质量为m=5kg的物体,以v1=
1.2m/s的速率在光滑冰面上沿直线滑冰,而另一质量为M2=45kg的人B,以v2=
0.8m/s的速率向A迎面滑来.为避免碰撞,A把物体m以相对于地面的速度u向B水平抛去,问u至少应为多大?【解析】 对A与物体组成的系统M1+mv1=M1v1′+mu,对B与物体组成的系统mu-M2v2=M2+mv2′.为避免碰撞,应v1′≤v2′,所以刚好不相撞的条件是v1′=v2′.可解得u==
10.2m/s.【答案】
10.2m/s图512.14分如图5所示,质量为M的木板静止于光滑的水平面上,质量为m的小铁块以水平速度v0飞来沿木板上表面滑行并停留在木块上面,木块与小物块的动摩擦因数为μ,求1木板滑行的最大速度;2从小铁块以速度v0飞来到停在木板上,小铁块和木板的位移各是多大?3系统因摩擦产生的内能.【解析】 1当小铁块与木板同速时木板滑行的速度最大,由动量守恒得mv0=M+mv解得v=v
0.2对铁块应用动能定理得-μmgs1=mv2-mv对木板应用动能定理得μmgs2=Mv2解得s1=,s2=.3系统因摩擦产生的内能ΔE=mv-m+Mv2=.【答案】 1v0 2 3。