人教版高考物理二轮复习动量定理与动量守恒作业5含答案

动量定理与动量守恒专练（5）

1.静止在粗糙水平地面上的木块，受到小锤斜向下瞬间敲击后，只获得水平方向初速度，沿地面滑行一段距离后停下.若已知木块的质量和初速度，敲击瞬间忽略地面摩擦力的作用，由此可求得(   )

A.木块滑行的时间 B.木块滑行的距离 

C.小锤对木块做的功 D.小锤对木块的冲量

2.水平地面上质量的物体,在大小为12 N的水平拉力F的作用下做匀速直线运动,从位置处拉力逐渐减小,力F随位移x变化的规律如图所示,当时拉力减为零,物体也恰好停下,g取,下列结论正确的是(   )

A.物体与水平地面间的动摩擦因数为0.5

B.合外力对物体所做的功为57 J

C.物体在减速阶段所受合外力的冲量为

D.物体匀速运动时的速度为3 m/s

3.质量为M的木块静止在光滑水平面上，一颗质量为m的子弹以水平速度击中木块，木块滑行距离s后，子弹与木块以共同速度运动，子弹射入木块的深度为d。为表示该过程，两同学分别画出了如图所示的示意图。对于甲、乙两图的分析，下列说法正确的是(   )

A.不论速度、质量大小关系如何，均是甲图正确

B.不论速度、质量大小关系如何，均是乙图正确

C.当子弹速度较大时甲图正确，当子弹速度较小时乙图正确

D.当时甲图正确，当时乙图正确

4.向空中发射一枚炮弹,不计空气阻力,当此炮弹的速度恰好沿水平方向时,炮弹炸裂成两块,若质量较大的a的速度方向仍沿原来的方向,则有(   )

A.的速度方向一定与原来速度方向相反
B.从炸裂到落地的这段时间内,a飞行的水平距离定比的大
C.一定同时到达水平地面
D.在炸裂过程中,受到的爆炸力的冲量一定相同

5.如图所示，在水平光滑细杆上穿着两个可视为质点的刚性小球，两球间距离为L，用两根长度同为L的不可伸长的轻绳与C球连接，已知三球质量相等，开始时三球静止，两绳伸直，然后同时释放三球，在两球发生碰撞之前的过程中，下列说法正确的是(   )

A.和地球组成的系统机械能不守恒 

B.两球发生碰撞前瞬间C球速度最大

C.两球速度大小始终相等 

D.三球动量守恒

6.如图所示,竖直平面内轨道的质量,放在光滑水平面上,其中段是半径的竖直光滑圆弧,在B点与水平轨道相切,水平轨道的段粗糙,动摩擦因数,长,C点的右侧轨道光滑,水平轨道的右端连一水平轻弹簧.现有一质量的小物体(可视为质点)在距A点高处自由落下,恰好沿A点滑入圆弧轨道(g取).下列说法正确的是(   )

A.小物体最终一定静止在某一位置上

B.轨道在水平面上运动的最大速率为2 m/s

C.小物体第一次沿轨道返回到A点时将做斜抛运动

D.小物体第一次沿轨道返回到A点时的速度大小为4 m/s

7.如图甲所示，物块间拴接一个压缩后被锁定的轻弹簧，整个系统静止放在光滑水平地面上，其中物块A最初与左侧固定的挡板相接触，物块B的质量为6 kg.现解除对弹簧的锁定，在物块A离开挡板后，物块B的图像如图乙所示，则可知(   )

A.物块A的质量为4 kg

B.运动过程中物块A的最大速度

C.在物块A离开挡板前，系统动量守恒、机械能守恒

D.在物块A离开挡板后弹簧的最大弹性势能为9 J

8.如图所示，在光滑水平面上停放着质量为m、装有光滑弧形槽的小车，一质量也为m的小球以水平初速度沿槽口向小车滑去，到达某一高度后，小球又返回右端，则(   )

A.小球以后将向右做平抛运动 

B.小球将做自由落体运动

C.此过程小球对小车做的功为 

D.小球在弧形槽内上升的最大高度为

9.如图所示，水平光滑的地面上静止放置一质量为的小车A，小车的上表面光滑，质量为的物块B（可视为质点）置于A的最右端.现对A施加一个水平向右的恒力运动一段时间后，小车左端固定的挡板与B发生碰撞，碰撞时间极短，碰后粘合在一起，共同在F的作用下继续运动，碰撞后经时间t，二者的速度达到v（均为已知量）.则下列说法正确的是(   )

A.物块B刚开始做匀加速直线运动 

B.小车A开始运动时的加速度大小为

C.可求得碰撞后瞬间的共同速度的大小 

D.可求得小车A上表面长度

10.如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别为（已知）的两物块相连接，弹簧处于原长，三者静止在光滑水平面上.现使B获得水平向右、大小为6 m/s的瞬时速度，从此刻开始计时，两物块的速度随时间变化的图象如图乙所示，从图象提供的信息可得(   )

A.在时刻，两物块达到共同速度2 m/s，且弹簧处于伸长状态

B.到时间内弹簧由原长变化为压缩状态

C.时刻弹簧的弹性势能为6 J

D.在和时刻，弹簧均处于原长状态

11.为了验证动量守恒定律（探究碰撞中的不变量），某同学选取了两个材质相同、体积不等的立方体滑块A和B，按照下述步骤进行实验：

步骤1：在的相撞面分别装上橡皮泥，以便二者相撞以后能够立刻结为整体；

步骤2：安装如图1所示实验装置，铝质长轨道的左端是倾斜轨道，右端是长直水平轨道。倾斜轨道和水平轨道由一小段圆弧连接，轨道被固定在水平桌面上，在轨道的侧面与水平轨道等高且适当远处安装一台数码频闪照相机；

步骤3：让滑块B静置于水平轨道的某处，滑块A从倾斜轨道某处由静止释放，同时开始频闪拍摄，直到停止运动，得到一张多次曝光的照片；

步骤4：多次重复步骤3，得到多张照片，挑出其中最理想的一张，去掉B滑块只剩下A滑块，打印出来，将刻度尺紧靠照片放置，如图2所示。

（1）经过分析可知，滑块A与滑块B发生碰撞的位置_________。

①在之间 ②在处 ③在之间

（2）为了探究碰撞中动量是否守恒，需要直接测量或读取的物理量是______________。

①两个滑块的质量

②滑块A释放时距水平轨道的高度

③频闪照相的周期T

④照片尺寸和实际尺寸的比例

⑤照片上测得的和

⑥照片上测得的和

⑦滑块与水平轨道间的动摩擦因数

写出验证动量守恒定律的表达式______________。

12.一轻弹簧的下端固定在水平面上，上端连接质量的木板，当木板处于静止状态时弹簧的压缩量，如图所示.一质量也为的橡皮泥从木板正上方距离的A处自由落下，打在木板上立刻粘住后与木板一起向下运动，它们到达最低点后又向上运动.不计空气阻力，g取，（弹性势能表达式为，其中k为弹簧劲度系数，x为弹簧形变量）求：

（1）橡皮泥打在木板上一起向下运动时的初速度；

（2）橡皮泥和木板一起上升的最大高度；

（3）橡皮泥和木板一起运动过程中的最大速度.

答案以及解析

1.答案：C

解析：由动量定理得，解得木块运动的时间，由于动摩擦因数未知，故不能求得木块滑行的时间，A错误；由动能定理得，解得木块滑行的距离，由于动摩擦因数未知，故不能求得木块滑行的距离，B错误；由动能定理得小锤对木块做的功，木块的质量和初速度已知，故可求出小锤对木块做的功，C正确；由动量定理知，木块所受合力的冲量，小锤斜向下敲击木块，其对木块的冲量不是合力的冲量，故无法求出小锤对木块的冲量，D错误.

2.答案：D

解析：物体做匀速运动时有,解得物体与水平地面间的动摩擦因数,故A错误;根据可知,图线与x轴所围图形的面积即为力F对物体做的功,则力F对物体所做的功,摩擦力对物体所做的功,所以合外力对物体所做的功,故B错误;对全过程,由动能定理得,解得,故D正确;根据动量定理可得,物体在减速阶段所受合外力的冲量,故C错误.

3.答案：B

解析：子弹打木块的过程，子弹减速，木块加速，最后二者匀速直线运动；对子弹的运动过程，根据匀变速规律得，对木块的运动过程，同样根据运动学规律得，可得，由可知，所以，与质量无关，故选B。

4.答案：C

解析：在炸裂过程中，由于重力远小于内力，系统的动量守恒炸裂前炮弹的速度沿水平方向，炸裂后a的速度沿原来的水平方向，根据动量守恒定律判断出b的速度一定沿水平方向，但不一定与原速度方向相反，取决于a的动量与炮弹原来动量的大小关系，故A错误.a、b都做平抛运动，飞行时间相同，由于初速度大小关系无法判断，所以a飞行的水平距离不一定比b的大，故B错误.a、b都做平抛运动，在竖直方向做自由落体运动，由于高度相同，飞行时间一定相同，a、b一定同时到达水平地面，故C正确。在炸裂过程中，a、b受到的爆炸力大小相等，作用时间相同，则爆炸力的冲量大小一定相等但方向相反，爆炸力的冲量不同，故D错误

5.答案：C

解析：在两球发生碰撞之前的过程中，只有重力和系统内弹力做功，系统的机械能守恒，故选项A错误；两球发生碰撞前瞬间，两绳与杆垂直，C球不再向下运动，速度为零，故选项B错误；根据对称性可知，两球速度大小始终相等，故选项C正确；三球水平方向不受外力，所以三球水平方向动量守恒，但竖直方向动量不守恒，故选项D错误。

6.答案：ABD

解析：由题意分析可知,小物体和轨道组成的系统水平方向动量守恒,由于系统克服摩擦力做功,最终小物体和轨道速度都为零,根据能量守恒定律和动量守恒定律,小物体最终一定静止在某一位置上,故A正确;当小物体沿圆弧轨道运动到最低点B时轨道的速率最大,设为,假设此时小物体的速度大小为v,则小物体和轨道组成的系统水平方向动量守恒,由动量守恒定律可得,由机械能守恒定律得,解得,故B正确;由题意分析可知,小物体第一次沿轨道返回到A点时小物体与轨道在水平方向的分速度相同,设为,假设此时小物体在竖直方向的分速度为,则对小物体和轨道组成的系统,由水平方向动量守恒得,由能量守恒得,解得,,故小物体第一次沿轨道返回到A点时的速度大小,小物体第一次沿轨道返回到A点时将做竖直上抛运动,故C错误,D正确.

7.答案：BD

解析：物块A离开挡板后，物块与弹簧组成的系统动量守恒、机械能守恒，当弹簧恢复原长时物块B的速度最小，物块A的速度最大，由题图乙可知，物块B的初速度，弹簧恢复原长时，物块B的速度，以向右为正方向，由动量守恒定律得，由机械能守恒定律得，解得，故A错误，B正确.在物块A离开挡板前，只有弹簧弹力做功，系统机械能守恒；系统所受合外力等于挡板的作用力，系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，故C错误.当物块速度相等时，弹簧的形变量最大，弹簧弹性势能最大，从物块A离开挡板到两物块速度相等过程，系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得，由机械能守恒定律得，解得，故D正确.

8.答案：BC

解析：小球上升到最高点时与小车相对静止，有共同速度v，在水平方向由动量守恒定律得，由机械能守恒定律得，联立解得，选项D错误；从小球滑上小车到滚下并离开小车，系统在水平方向动量守恒，由于无摩擦，故机械能守恒，设小球速度大小为，小车速度大小为，则和，解得，即两者交换速度，选项BC正确，选项A错误。

9.答案：BCD

解析：由于小车上表面光滑，物块B刚开始静止，A错误；以A为研究对象，由牛顿第二定律知，则，B正确；对碰撞后共同运动时间t的过程，由动量定理得，代入数据解得，C正确；设发生碰撞前瞬间，A的速度为，对发生碰撞的过程，由动量守恒定律有，A从开始运动到与B发生碰撞前，由动能定理知，联立两式可求得小车A上表面长度，D正确.

10.答案：AC

解析：由题图乙可知，0到时间内，B减速，A加速，B的速度大于A的速度，弹簧被拉伸，时刻两物块达到共同速度2 m/s，此时弹簧处于伸长状态，选项A正确；从题图乙中可知，到时间内，A做减速运动，B做加速运动，弹簧由压缩状态恢复到原长，即时刻弹簧处于压缩状态，时刻弹簧处于原长，故选项B、D错误；由题图可知，时刻两物块速度相同，都是2 m/s，又知组成的系统动量守恒，以B的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得，其中，解得，所以，在时刻根据能量守恒定律可得，其中，解得，选项C正确.

11.答案：（1）②

（2）①⑥；

解析：（1）由题图2可知，，，根据匀变速直线运动的规律可知相撞的位置在处，故②正确。

（2）设碰撞前滑块A在的速度分别为，碰撞后，滑块整体在的速度分别为，则，，又，得到碰撞前滑块A速度，同理，碰撞后整体的速度，原来需要验证的方程为，联立以上方式得：，即需要验证的表达式，需要直接测量的物理量是两个滑块的质量及和，故①⑥正确。

12.答案：（1）1 m/s

（2）在弹簧原长上方

（3）

解析：（1）橡皮泥打在木板上瞬间有，解得，

碰撞瞬间动量守恒，取竖直向下为正方向，由动量守恒定律有，

解得.

（2）开始时弹簧被压缩，则，解得，

设橡皮泥和木板上升的最大高度在原长上方处，由系统机械能守恒定律有

，

解得.

（3）速度最大时橡皮泥和木板所受合外力为零，弹簧形变量满足，解得，

碰撞后到速度最大时，由系统机械能守恒定律有

，

解得.