13-2动量守恒定理.doc

1、 (时间：45 分钟 满分：100 分)一、选择题(本题共 10 个小题，每小题 7 分，共 70 分，每小题只有一个选项正确，请将正确选项前的字母填在题后的括号内)1一质量为 3 kg 的木板置于光滑水平面上，另一质量为 1 kg 的物块放在木板上已知物块和木板间有摩擦，而木板足够长，若两者都以大小为 4 m/s 的初速度向相反方向运动(如图所示 )，则当木板的速度为 2.4 m/s 时，物块正在( )A水平向左做匀减速运动B水平向右做匀加速运动C水平方向做匀速运动D处于静止状态解析：由于木板和物块组成的系统在水平方向上所受合外力为零，所以系统动量守恒因为木板的质量大于物块的质量，初速度大小

2、相等，所以二者的总动量方向向右，所以物块应先向左做匀减速直线运动，当速度减到零 时，再向右做匀加速直线运动，而木板一直向右做匀减速运动，当二者达到共同速度时，一起向右做匀速运动当木板的速度为 2.4 m/s 时，由动量守恒可得 MvmvMv m v，代入数据解得此时物块的速度为 v 0.8 m/s，所以物 块正向右做匀加速直 线运动本 题 正确选项为 B.答案：B2如图所示，光滑的水平地面上放着一个光滑的凹槽，槽两端固定有两轻质弹簧，一弹性小球在两弹簧间往复运动，把槽、小球和弹簧视为一个系统，则在运动过程中( )A系统的动量守恒，机械能不守恒B系统的动量守恒，机械能守恒C系统的动量不守恒，机械

3、能守恒D系统的动量不守恒，机械能不守恒解析：槽、小球和弹簧组成的系 统所受合外力等于零， 动量守恒；在运 动过程中，小球和槽通过弹簧相互作用，但因为只有弹簧的弹力做功， 动能和势能相互转化，而总量保持不变，机械能守恒答案：B 3如下图所示，A、B 两物体质量分别为 mA、m B，且 mAmB，置于光滑水平面上，相距较远将两个大小均为 F 的力同时分别作用在 A、 B 上经相同距离后，撤去两个力两物体发生碰撞并粘在一起后将( )A停止运动B向左运动C向右运动D运动方向不能确定解析：由于 F 作用相同距离，故 A、B 获得的动能相等，即 EkAE kB，又由 p22mE k，得 pApB，撤去 F

4、 后由 A、B 系统动量守恒知 p 总 p Ap B，方向向右，故 选 C.答案：C4如图所示，运动员挥拍将质量为 m 的网球击出如果网球被拍子击打前、后瞬间速度的大小分别为 v1、v 2，v 1 与 v2 方向相反，且v2v 1.重力影响可忽略，则此过程中拍子对网球作用力的冲量( )A大小为 m(v2v 1)，方向与 v1 方向相同B大小为 m(v2v 1)，方向与 v1 方向相同C大小为 m(v2v 1)，方向与 v2 方向相同D大小为 m(v2v 1)，方向与 v2 方向相同解析：规定末速度 v2 方向为正， 则末动量为 mv2，初动量为mv 1，根据 动量定理有Ftmv 2( mv 1

5、)，所以拍子 对网球作用力的冲量大小为 m(v2v 1)，方向与 v2 方向相同，C 选项正确答案：C5(2011 年福建理综)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( )A0.6v B0.4vC0.3v D0.2v解析：根据动量守恒定律得：m v2m vBmv A化简可得，v A2v Bv，因 vA0，所以vB ，故只有 A 项正确v2答案：A6两个小木块 B、C 中间夹着一根轻弹簧，将弹簧压缩后用细线将两个木块绑在一起，使它们一起在光滑水平面上沿直线运动，这时它们的运动图线如

6、图中 a 线段所示，在 t4 s 末，细线突然断了，B 、C 都和弹簧分离后，运动图线分别如图中 b、c 线段所示从图中的信息可知( )A木块 B、C 都和弹簧分离后的运动方向相反B木块 B、C 都和弹簧分离后，系统的总动量增大C木块 B、C 分离过程中 B 木块的动量变化较大D木块 B 的质量是木块 C 质量的四分之一解析：由 xt 图象可知，位移均为正，均朝一个方向运动，没有反向，A 错；在都与弹簧分离后 B 的速度为 v1 m/s3 m/s，C 的速度为 v2 m/s0.5 m/s，细线未断10 46 4 5 46 4前 A、B 的速度均为 v01 m/s，由于系 统所受合外力之和为零，

7、故系统前后的动量守恒：(mBm C)v0m Bv1m Cv2，计 算得 B、C 的质量比为 14，D 对，B 错；系统动量守恒， 则系统内两个木块的动量变化量等大反向，C 错答案：D7如图所示，一质量 M3.0 kg 的长方形木块 B 放在光滑水平地面上，在其右端放一质量m1.0 kg 的小物块 A.现以地面为参考系，给 A 和 B 以大小均为 4.0 m/s、方向相反的初速度，使 A 开始向左运动， B 开始向右运动，但最后 A 并没有滑离 B 板，站在地面上的观察者看到在一段时间内物块 A 正在做加速运动，则在这段时间内的某时刻木板 B 相对地面的速度大小可能是( )A3.0 m/s B2

8、.8 m/sC2.4 m/s D1.8 m/s解析：以地面为参考系，初始 阶段， A 受水平向右的摩擦力向左做减速运动，B 受水平向左的摩擦力向右做减速运动，A 的速度先减为零，设此时 B 的速度为 vB，由动量守恒定律得 Mv0m v0Mv B，v B2.7 m/s.此后 A 向右加速，B 继续向右减速，最后二者达到同速 v，由 动量守恒定律得 Mv0mv 0(Mm)v，v2.0 m/s，所以 B 相对地面的速度应大于 2.0 m/s 而小于 2.7 m/s，故 选项 C 正确答案：C8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，则当两人同时相向走动时(

9、 )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：甲、乙与小车组成系统动 量守恒，有： m 甲 v 甲 m 乙 v 乙 M 车 v 车 0，可知，只要甲、乙的动量大小不等，小车 的动量就不会为 0，即将获得动量而运动，故要使小车向左运动，甲的动量必须比乙的大答案：C9(2010 年福建高考)如图所示，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一个小木块木箱和小木块都具有一定的质量现使木箱获得一个向右的初速度v0，则( )A小木块和木箱最终都将静止B小木块最终将相对木箱

10、静止，二者一起向右运动C小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动D如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动解析：本题意在考查学生对动量守恒定律的理解和应用能力木箱和小木块组成的系统，所受合外力为零，故系统动量守恒系 统初动量向右，故小木块相对木箱静止后，系统总动量也向右，故 B 项正确，A 、D 项错；而由于小木块与木箱 间的摩擦，系统的机械能不断减少，C 项错答案：B10在光滑水平冰面上，甲、乙两人各乘一小车，甲、乙及车的质量相等，甲手中持一小球，开始时甲、乙均静止，某一时刻，甲向正东方将球沿着冰面推给乙，乙接住球后又向正西方将球推回给甲，如此推接数次后，

11、甲又将球推出，球在冰面上向乙车运动，但已经无法追上乙，此时甲的速度 v 甲 、乙的速度 v 乙 及球的速度 v 三者之间的关系为( )Av 甲 v 乙 v Bvv 乙 ，根据球最终无法追上乙知， vv 乙 ，故选项 D 正确答案：D二、非选择题(本题共 2 小题，共 30 分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)11(15 分) 如图所示，甲、乙两个小孩各乘一辆冰车在光滑水平冰面上游戏，甲和他的冰车总质量共为 M30 kg，乙和他的冰车总质量也是 30 kg，游戏时甲推着一个质量 m15 kg 的箱子和他一起以大小为 v02 m/s 的速度滑行，乙以同样大小的

12、速度迎面滑来，为了避免相撞，甲突然将箱子沿冰面推给乙，箱子滑到乙处时乙迅速把它抓住，若不计冰面的摩擦，问甲至少要以多大的速度(相对地面) 将箱子推出，才能避免与乙相撞解析：设甲至少以速度 v 将箱子推出，甲推出箱子后速度为 v 甲 ，乙抓住箱子后速度为v 乙 ，则 由动量守恒定律，得：甲推箱子过程：(Mm)v 0Mv 甲 mv乙抓箱子过程：mvMv 0(Mm )v 乙甲、乙恰不相碰的条件是：v 甲 v 乙代入数据可解得：v5.2 m/s.答案：5.2 m/s12(15 分)(2011 年课标全国卷 )如图，A、B 、C 三个木块的质量均为 m，置于光滑的水平桌面上，B、C 之间有一轻质弹簧，弹

13、簧的两端与木块接触而不固连将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把 B 和 C 紧连，使弹簧不能伸展，以至于 B、C 可视为一个整体现 A 以初速 v0 沿 B、C 的连线方向朝 B 运动，与 B 相碰并粘合在一起以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使 C 与 A、B 分离已知 C 离开弹簧后的速度恰为 v0.求弹簧释放的势能解析：设碰后 A、B 和 C 的共同速度的大小为 v，由 动量守恒得3mvmv 0设 C 离开弹簧时，A、 B 的速度大小为 v1，由动量守恒得3mv2mv 1mv 0设弹簧的弹性势能为 Ep，从细线断开到 C 与弹簧分开的过程中机械能守恒，有(3m)v2E p (2m)v mv 12 12 21 12 20由式得弹簧所释放的 势能为Ep mv .13 20答案： mv13 20