动量守恒定律公开课.docx

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1、单元突破卷十三动量守恒定律一、单项选择题.假定冰面是光滑的，某人站在冰冻河面的中央，他想到达岸边，那么可行的方法是（）A.步行B.挥动双臂C.在冰面上滚动 Do脱去外衣抛向岸的反方向答案：D.以下说法正确的选项是（）A.质点做自由落体运动，每秒内重力所做的功都相同.质点做平抛运动，每秒内动量的增量都相同C.质点做匀速圆周运动，每秒内合外力的冲量都相同D.质点做简谐运动，每四分之一周期内回复力做的功都相同答案：B3.把一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑的水平面上，枪发射出一颗子弹时，关于枪、弹、车，以下说法正确的选项是（）A.枪和弹组成的系统，动量守恒B.枪和车组成的系统，动量守恒C.三者组成

2、的系统，因为枪弹和枪筒之间的摩擦力很小，使系统的动量变化很小，可以忽略不计，故系统动量近似守恒D.三者组成的系统，动量守恒，因为系统只受重力和地面支持力这两个外力作用，这两个外力的合力为零答案：D4.一辆小车静止在光滑的水平面上，小车立柱上固定一长为/的轻绳，未端拴有一个小球，把小球拉至水平由静止释放，如图 13-1图13-1所示，小球在摆动时，不计一切阻力，以下说法正确的选项是（）A.小球的机械能守恒B.小车的机械能守恒C.小球和小车组成的系统的动量不守恒D.小球和小车组成的系统的机械能不守恒答案：C图 13-25.有一种硬气功表演，表演者平卧地面，将一大石板置于他的身体上，另一人将重锤举到

3、高处并 砸向石板，石板被砸碎，而表演者却安然无恙,假设重锤与石板撞击后二者具有相同的速度.表演者 在表演时尽量挑选质量较大的石板.对这一现象，下面的说法中正确的选项是（）A.重锤在与石板撞击的过程中，重锤与石板的总机械能守恒B.石板的质量越大，石板获得的动量就越小C.石板的质量越大，石板所受到的打击力就越小D.石板的质量越大，石板获得的速度就越小答案：D6 .如图13-3所示，重物G压在纸带上。用水平力F慢慢拉动纸带，重物跟着一起运动，假设迅速拉动纸带，纸带会从重物下 抽出，以下说法正确的选项是图 13-3A.慢拉时，重物和纸带间的摩擦力大C.慢拉时，纸带给重物的冲量大答案：CB.快拉时，重物

4、和纸带间的摩擦力大D.快拉时，纸带给重物的冲量大.科学家试图模拟宇宙大爆炸初的情境，他们使两个带正电的不同重离子加速后，沿同一条直线相向运动而发生猛烈碰撞,为了使碰撞前的动能尽可能多地转化为内能，关键是设法使这两个重离子在碰撞前的瞬间具有相同大小的（）A.速率B.质量C.动量D.动能答案：C解析：尽量减小碰后粒子的动能，才能增大内能，所以设法使这两个重离子在碰撞前的瞬间合动量为零，即具有相同大小的 动量.7 .在高速公路上发生一起交通事故，一辆质量为15000 kg向南行驶的长途客车迎面撞上了一辆质量为30000 kg向北行驶的 卡车，碰后两车接在一起，并向南滑行了一段距离后停止,根据测速仪的

5、测定，长途客车碰前以20 m/s的速度行驶，由此可 判断卡车碰前的行驶速率为（ ）A.小于 10 m/sB.大.于 10 m/s 小于 20 m/sC.大于 20 m/s 小于 30 ,m/sD.大于 30 m/s 小于 40 m/s答案：A8 .如图13-4所示，在水平光滑桌面上有两辆静止的小车A和3,质量之比2A ：/二3 ： 1。将两车用细线拴在一起，中间有一被压缩的弹簧。烧断细线后至弹簧恢复原长前的某一时刻，两辆小车的（A.加速度大小之比4A ：1 ： 1B.速度大小之比“：1 ： 3C.动能之比 EkA : EkB= 1 ： 1D.动量大小之比pa : b=1 ： 3答案：B图 13

6、-5图 13-510 .如图13-5所示，质量为2kg的物体放在光滑的水平面上，用与水平方向成30。角的力尸=4N作用于物体10s,那么（）A.力F对物体的冲量大小为40NsB.力F对物体的冲量大小为26nsC.物体动量的变化为40kg.m/sD.物体的动能增加了400J答案：A11 .高空作业须系安全带。如果质量为加的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为（可视为自由落体运动）。此后经历时间，安全带到达最大伸长，假设在此过程中该作用力始终竖直向上，那么该段时间安全带对人的平均作用力大小为（）myJ2ghA. + mgmyJ2ghA. + mgB,应国L1ng

7、答案：A 解析：试题分析：人下落高度为自由落体运动，由运动学公式/=2g，可知v = y2gh ；缓冲过程（取向上为正）应选A。 m、2 父h由动量定理得（/一2g）/= 0 （/7ZV）,解得：F =F 772g考点：此题考查运动学公式、动量定理。个小木块，木箱和小木块都具有一定图 13-612 .如图13-6所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着的质量.现使木箱获得一个向右的初速度如,那么以下说法中正确的有（）A.小木块和木箱最终都将静止B.小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动C.小木块在木箱内壁将始终来回碰撞，而木箱一直向右运动D.如果小木块与木箱的左壁碰撞后

8、相对木箱静止，那么二者将一起向左运动答案：B 解析：当使木箱获得一个向右的初速度vo时，木块将相对木箱向后滑动，然后经过假设干次与木箱内壁的碰撞后，小木块最 终将相对木箱静止，然后二者一起向右运动。13.如图13-7所示，三辆完全相同的平板小车小仄。成一直线排列，静止在光滑水平面上。车上有一小孩跳到人车上, 接着又立即从b车跳到车上。小孩跳离c车和b车时对地水平速度相同。他跳到。车上相对。车保持静止。此后（）图 13-7图 13-7A.a、人两车运动速率相等B.、。两车运动速率相等C,三辆车的速率关系匕 匕 以D. 、c两车运动方向相同 答案：C 解析：假设人跳离b、c车时速度为v,由动量守恒

9、定律,0=-M车Vc+m人v, m人v=-M率Vb+m人v, m人v=（M车+m人）Va,所以:mvmvV瓦，Vb=0, V产；即：VcVaVb,并且VC与va方向相反.所以选项AB错误，选项C正确14 .如图13.8所示，质量为机的物体从半径为R的光滑轨道上A点由静止下滑，半圆轨道可在光滑的水平面上自由运动,设半圆轨道对物体的支持力为N,以下正确的选项是（）A.物体能够到达轨道B点B.物体滑到最低点时的速度为同C.轨道对物体的支持力N不做功D.轨道始终向左运动答案：A 解析：A、M、m组成的系统在水平方向动量守恒，当m静止的时候，由水平动量守恒定律可知，M 一定也静止；物体与 轨道组成的系统

10、机械能守恒，物体从A点由静止下滑可以到与A点等高的达轨道B点，故A正确；B、如果轨道是固定不 动的，物体下滑时机械能守恒，到达最低点时的速度为伍R ,现在由于轨道是运动的，物体滑到最低点时滑块减少的重 力势能转化为物体的动能与轨道的动能，物体到达最低点时的速度小于低1,故B错误；C、在轨道对物体支持力N的 方向上，物体有位移，因此支持力对物体做功，故C错误；D、系统在水平方向动量守恒，物体从A滑到B的过程中，轨 道向左运动，物体从B滑到A的过程中，轨道向右运动，故D错误。15 .水平面上有质量相等的人两个物体，水平推力Q、乃分别作用在。、b上。一段时间后撤去推力，物体继续运动一段距离后停下。两

11、物体的UT图线如图13.9所示，图中A3CO。那么整个过程中（）A. E的冲量等于尸2的冲量Q的冲量大于B的冲量C.摩擦力对。物体的冲量等于摩擦力对人物体的冲量D.合外力对。物体的冲量等于合外力对b物体的冲量答案：D解析：C、由图，AB与CD平行，说明推力撤去后两物体的加速度相同，而撤去推力后物体的合力等于摩擦力，根据牛顿 第二定律可知，两物体受到的摩擦力大小相等.但a的运动时间大于b的时间，根据I=ft可知，摩擦力对a物体的冲量大于 摩擦力对b物体的冲量，故C错误.A、B根据动量定理，对整个过程研究得 Fiti-ftoB=0, F2t2ftoD=0由图看出，SbViod, 那么有FitiVF

12、2t2,即Fi的冲量小于F2的冲量.故AB错误.D、根据动量定理可知，合外力的冲量等于物体动量的变化量， ab两个物体动量的变化量都为零，所以相等，故D正确；应选D16.甲、乙两个相同的小球放在光滑的水平面上，它们用细绳相连，开始时细绳处于松弛状态，现使两球反向运动，速度大 小分别为四、也，且也也，如图1310所示，当细绳拉紧时，因绳子受力超过承受极限而突然绷断，那么四图中此后两球的 运动情况不可能的是（ ）甲 乙图 13-10甲 乙图 13-10甲 乙 甲 乙 甲 乙 甲 乙ABCD答案：A答案：A解答：解：A、B两球的质量相等，绳子绷断前，ViV2,甲的动量大，那么甲乙两球的总动量方向向左

13、，细绳在形变量最大时绷断，A、B也符合动量守恒，是可能的.故A、B正确.C、此图说明细绳正在收缩，而细绳在形变量最大时，所受的拉力最大会时绷断，不可能在收缩过程中绷断，故C不可能.故C错误.D、此图看出，甲乙两球的总动量方向向左，符合动量守恒，是可能的，故D正确.此题选不可能的，应选：C二、实验题17.某同学用如图1311所示装置验证动量守恒定律，用轻质细线将小球1悬挂于。点，使小球1 的球心到悬点。的距离为L,被碰小球2放在光滑的水平桌面上.将小球1从右方的A点（。4与竖 直方向的夹角为。）由静止释放，摆到最低点时恰与小球2发生正碰，碰撞后，小球1继续向左运动 到C位置（OC与竖直方向夹角为

14、。），小球2落到水平地面上，落点。到桌面边缘水平距离为s.（1）实验中已经测得上述物理量中的。、L. s,为了验证两球碰撞过程动量守恒，还应该测量的物理图 13-11量有（2）请用测得的物理量结合物理量分别表示碰撞前后小球1的动量：pi=， p=；再用物理量表示碰撞前后小球2的动量：p2 =， P2 =答案：(1)小球1的质量21,小球2的质量加2,答案：(1)小球1的质量21,小球2的质量加2,桌面高度/7, 0C与0B夹角。2gLi cosa, m7 2gLi cos。, 0, mi解析：根据机械能守恒定律计算碰前和碰后小球1的速度，根据平抛运动计算碰后小球2的速度，最后根据十算各 个动量

15、值.18.某同学利用打点计时器和气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验，气垫导轨装置如图13.12甲所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成.在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气, 空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差.(1)下面是实验的主要步骤:安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；向气垫导轨空腔内通入压缩空气；弹射架滑块1滑块2弹射架2. V、导轨标尺甲计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向;使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；16.8 cm20.

16、0 cm 乙把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器与弹图 13-12把滑块2放在气垫导轨的中间;先，然后 让滑块带动纸带一起运动；取下纸带，重复步骤，选出理想的纸带如图乙所示；测得滑块1的质量310g,滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g.完善实验步骤的内容.(2)打点计时器每隔0.02 s打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为 kg-m/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为 kgm/s(保存三位有效数字).(3)试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是答案：(1)接通打点计时器的电源放开滑块1(2)0.620 0.618(3)纸带与打点计时器限位

17、孔间有摩擦解析：(1)实验时应先接通打点计时器的电源，再放开滑块.(2)作用前系统的总动量为滑块1的动量po = 21UO.0.200vo= m/s = 2.00 m/s, po=0.310x2.00 kg m/s=0.620 kgm/s.作用后系统的总动量为滑块1和滑块2的动量和，且此时两0.168滑块具有相同的速度 v, u= .rn/s= 1.20 m/s, p=(77ti+m2)v=(0.310+0,205)x1.20 kg-m/s=0.618 kg-m/s.(3)存在误差的主要原因是纸带与打点计时器限位孔间有摩擦.三、计算题19、如图1313所示，质量为 2的小球，从沙坑上方自由下落

18、，经过时间小到达沙坑外表，又经过时间尬停在沙坑里。求:沙对小球的平均阻力F；小球在沙坑里下落过程所受的总冲量/o解析：设刚开始下落的位置为A,刚好接触沙的位置为8,在沙中到达的最低点为C。在下落的全过程对小球用动量定理：重力作用时间为力+12,而阻力作用时间仅为 以竖直向下为正方向，有：F = 2g:+G）、mg（t +12）- Ft2 = 0 9 解得：2二二仍然在下落的全过程对小球用动量定理：在力时间内只有重力的冲量，在，2时间内只有总冲量（已包 I = 括重力冲量在内），以竖直向下为正方向，有：mgt-I = 0 , A I=mgt图 i3.i320.如图13-14所示，在水平光滑直导轨

19、上，静止着三个质量均为1kg的相同小球A、B、C,现让A球以出=2m/s的速 度向着8球运动，4、3两球碰撞后黏合在一起，两球继续向右运动并跟。球碰撞，C球的最终速度uc=lm/s.A、3两球跟C球相碰前的共同速度多大？voABC图 13-14两次碰撞过程中一共损失了多少动能？mv0 = 2mv,解析：A、B相碰满足动量守恒得两球跟C球相碰前的速度vi =lm/s2mv1 = mvc + 2mv2两球与C球碰撞同样满足动量守恒 得两球碰后的速度v? =0.5m/s= mv（） 2mvl mv = 1.25J两次碰撞过程中一共损失的动能22221.如图13-15所示，一光滑水平桌面AB与一半径为

20、R的光滑半圆形轨道相切于。点，且两者固定不动.一长L为0.8m的 细绳，一端固定于O点，另一端系一个质量如为0.2kg的球.当球在竖直方向静止时，球对水平桌面的作用力刚好为零.现 将球提起使细绳处于水平位置时无初速释放.当球M摆至最低点时，恰与放在桌面上的质量加2为0.8kg的小铁球正碰，碰 后科小球以2m/s的速度弹回，仪将沿半圆形轨道运动，恰好能通过最高点D g=10m/s4求：（1）m2在圆形轨道最低点。的速度为多大？图 13-15（2）光滑圆形轨道半径R应为多大？解析：（1）设球 21摆至最低点时速度为uo,由小球（包括地球）机械能守恒:,12机话七二5机o% =2gL = 72x10

21、x0.8 = 4m/s加与团2碰撞，动量守恒，设加1、侬碰后的速度分别为也、V2.选向右的方向为正方向，那么加/o =机1% +2卜2代入数值解得V2=1.5 m/s 出境(2)仅2在C。轨道上运动时，由机械能守恒有:1 1 25 m2% =m2g(2R) + -m2vD由小球恰好通过最高点。点可知，重力提供向心力，即9加2匹 g= RR = 由解得： 5 gR = 由解得： 5 g0.045 mO22.如图13/6所示，质量M=0.040kg的靶盒A位于光滑水平导轨上，开始时静止在。点，在。点右侧有范围足够大的“相 互作用区域“，如图中画虚线局部，当靶盒A进入相互作用区时便受到水平向左的恒力

22、尸=4N的作用，P处有一固定的发射 器8,它可以根据需要瞄准靶盒每次发射一颗水平速度V=100 m/s,质量片0.010kg的子 弹，当子弹打入靶盒A后，便留在盒内，碰撞时间极短。假设每当靶盒4停在或到达。点 时，都有一颗子弹进入靶盒A内。(1)求靶盒A离开。点最大速度是多少？(2)发射器3至少发射几颗子弹后，靶盒A在相互作用区内运动的距离才不超过0.2 m?图 13-16(3)试证明靶盒A每次离开。点到再返回。点的时间相等。解析：(1)第一颗子弹入射靶盒A后，靶盒A的速度为靶盒A离开O点最大距离为Si, Vi=20m/s(2)靶盒进入。点右方后，在/作用下先减速向左后加速向右运动，回到O点时与第二颗子弹动量大小相同、方向相反, 所以第二颗子弹打入靶盒后，靶盒静止在。点设颗子弹入射靶盒后，靶盒速度为匕，离开。点的最大距离为Sn,那么(M+nm)Vn=mVon为奇数-FSn =0_，( +机)匕2根据题意得Sn58.5可见，发射器8在发射59颗子弹后，靶盒A运动的距离才不超过0.2m1(3)由。式得颗子弹入射靶盒后，靶盒速度匕V =可,1M + nmFa =靶盒加速度m + nm2V mVt = y = = 0.25s靶盒从离开。点到回到o点经历的时间a F因为这时间与打入的子弹数无关，所以靶盒A每次离开O点到再返回。点的时间都相等。