1、如图所示,甲木块的质量为m1,以v的速度沿光滑水平地面向前运动,正前方有一静止的、质量为m2的乙木块,乙上连有一轻质弹簧.甲木块与弹簧接触后( )
A.甲木块的动量守恒
B.乙木块的动量守恒
C.甲、乙两木块所组成系统的动量守恒
D.甲、乙两木块所组成系统的动能守恒
【答案】C
【解析】甲木块与弹簧接触后,由于弹簧弹力的作用,甲、乙的动量要发生变化,但对于甲、乙组成的系统来说所受的合外力为零,故动量守恒,所以A、B错误,C正确;甲、乙木块组成的系统的动能,有一部分要转化为弹簧的弹性势能,所以系统的动能不守恒,D错误
2、两名质量相等的滑冰人甲和乙都静止在光滑的水平冰面上.现在,其中一人向另一个人抛出一个篮球,另一人接球后再抛回.如此反复进行几次后,甲和乙最后的速率关系是( )
A.若甲最先抛球,则一定是v甲>v乙
B.若乙最后接球,则一定是v甲>v乙
C.只有甲先抛球,乙最后接球,才有v甲>v乙
D.无论怎样抛球和接球,都是v甲>v乙
【答案】B
【解析】根据动量守恒定律,因为初动量为零,最后系统的总动量也为零,因此两个人的动量等大反向,因此谁最后接球,谁的质量大,则他的速度就小,选项B正确
3、质量m=0.6kg的足够长的平板小车静止在光滑水平面上,如图所示.当t=0时,两个质量都为m0=0.2kg的小物体A和B,分别从小车的左端和右端以水平速度v1=0.5m/s和v2=2m/s同时冲上小车,A和B与小车的动摩擦因数μA=0.2,μB=0.4.当它们相对于小车静止时小车速度的大小和方向为( )
A.0.3 m/s,方向向左
B.1 m/s,方向向右
C.0.3 m/s,方向向右
D.无法求解
【答案】A
【解析】取向左为正方向,对两物体与小车组成的系统根据动量守恒定律列式有m0v2-m0v1=(m+2m0)v, 解得v=0.3 m/s,方向向左.选项A正确
4、如图所示,在光滑水平面上有静止物体A和B.物体A的质量是B的2倍,两物体中间有用细绳捆绑的水平压缩轻弹簧(弹簧和物体不拴接).当把绳剪开以后任何瞬间,下列说法正确的是( )
A.B的速率是A的速率的一半
B.A的动量是B的动量的两倍
C.A、B所受的力大小相等
D.A、B组成的系统的总动量不为0
【答案】C
【解析】以向左为正方向,向系统的动量守恒得mAvA-mBvB=0,又因mA=2mB,解得vA=0.5vB,A错误;由动量守恒得知A的动量与B的动量大小相等,方向相反,B错误;A、B受到的力等于弹簧的弹力,大小相等,C正确;A、B和弹簧组成的系统合外力为零,系统的总动量守恒,保持为零,D错误
5、如图所示,在光滑水平面上,有一质量为m=3kg的薄板和质量为m′=1kg的物块,都以v=4m/s的初速度向相反方向运动,它们之间有摩擦,薄板足够长,当薄板的速度为2.4m/s时,物块的运动情况是( )
A.做加速运动
B.做减速运动
C.做匀速运动
D.以上运动都可能
【答案】A
【解析】物块与薄板相对运动过程中在水平方向上不受外力,所以物块与薄板组成的系统在水平方向上动量守恒,设薄板运动方向为正方向,当薄板速度为v1=2.4 m/s时,设物块的速度为v2,由动量守恒定律得mv-m′v=mv1+m′v2, 得v2=((m-m′)v-mv1)/m′=(2×4-3×2.4)/1 m/s=0.8 m/s 即此时物块的速度方向沿正方向,故物块正做加速运动,选项A正确
6、如图所示,在光滑的水平地面上有一辆平板车,车的两端分别站着人A和B,A的质量为mA,B的质量为mB,mA>mB.最初人和车都处于静止状态.现在,两人同时由静止开始相向而行,A和B相对地面的速度大小相等,则车( )
A.向左运动
B.左右往返运动
C.向右运动
D.静止不动
【答案】A
【解析】两人与车组成的系统动量守恒,开始时系统动量为零,两人以大小相等的速度相向而行,A的质量大于B的质量,则A的动量大于B的动量,A、B的总动量方向与A的动量方向相同,即向右,要保证系统动量守恒,系统总动量为零,则小车应向左运动,故A正确,B、C、D错误
7、如图所示,光滑的水平面上,小球A以速度v0向右运动时与静止的小球B发生对心正碰,碰后A球速度反向,大小为v0/4,B球的速率为v0/2,A、B两球的质量之比为( )
A.3:8 B.8:3 C.2:5 D.5:2
【答案】C
【解析】以A、B两球组成的系统为研究对象,两球碰撞过程动量守恒,以A球的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:mAv0=mA(-v0/4)+mBv0/2,两球的质量之比:mA:mB=2:5,故C正确
8、(多选)如图所示,将一光滑的半圆槽置于光滑水平面上,槽的左侧有一固定在水平面上的物块.今让一小球自左侧槽口A的正上方从静止开始落下,与圆弧槽相切自A点进入槽内,则以下结论中正确的是( )
A.小球在半圆槽内由A向B做圆周运动,由B向C也做圆周运动
B.小球在半圆槽内运动的全过程中,小球与半圆槽在水平方向动量守恒
C.小球自半圆槽的最低点B向C点运动的过程中,小球与半圆槽在水平方向动量守恒
D.小球离开C点以后,将做斜抛运动
【答案】CD
【解析】小球在半圆槽内由A向B运动时,由于槽的左侧有一固定在水平面上的物块,槽不会向左运动,则小球机械能守恒,从A到B做圆周运动,系统在水平方向上动量不守恒;从B到C运动的过程中,槽向右运动,系统在水平方向上动量守恒,则B到C小球的运动不是圆周运动,故A、B错误,C正确;小球离开C点以后,既有竖直向上的分速度,又有水平分速度,小球做斜上抛运动,故D正确.故选C、D
9、如图所示,质量为m=0.5kg的小球在距离车底部一定高度处以初速度v0=15m/s向左平抛,落在以v=7.5m/s的速度沿光滑水平面向右匀速行驶的小车中,小车足够长,质量为M=4kg,g取10m/s2,则当小球与小车相对静止时,小车的速度大小是( )
A.4 m/s B.5 m/s
C.8.5 m/s D.9.5 m/s
【答案】B
【解析】小球和小车在水平方向上动量守恒,取向右为正方向,有Mv-mv0=(M+m)v′,解得v′=5 m/s
10、如图甲所示,质量为M的薄长木板静止在光滑的水平面上,t=0时一质量为m的滑块以水平初速度v0从长木板的左端冲上木板并最终从右端滑下,已知滑块和长木板在运动过程中的v-t图象如图乙所示,则木板与滑块的质量之比M:m为( )
A.1:2 B.2:1 C.1: 3 D.3:1
【答案】B
【解析】取滑块的初速度方向为正方向,对滑块和木板组成的系统,根据动量守恒定律有mv0=mv1+Mv2,由题图乙知v0=40 m/s,v1=20 m/s,v2=10 m/s,代入数据解得M:m=2:1,故B正确
11、如图所示,光滑水平面上有甲、乙两辆小车,用细线相连,中间有一个被压缩的轻弹簧(弹簧未与小车固定),小车处于静止状态.烧断细线后,由于弹力的作用两小车分别向左右运动.已知甲、乙两小车质量之比为m1:m2=2:1,下列说法正确的是( )
A.弹簧弹开后甲、乙两小车速度大小之比为1:2
B.弹簧弹开后甲、乙两小车动量大小之比为1:2
C.弹簧弹开过程中甲、乙两小车受到的冲量大小之比为2:1
D.弹簧弹开过程中弹力对甲、乙两小车做功之比为1:4
【答案】A
【解析】甲、乙两车组成的系统动量守恒,系统初动量为零,由动量守恒定律可知,弹簧弹开后系统总动量仍为零,即两车动量大小相等、方向相反,动量大小之比为p
1:p
2=m
1v
1:m
2v
2=2v
1:v
2=1:1,速度大小之比为v
1:v
2=1:2,故A正确,B错误;弹簧弹开过程中两车受到的合力大小相等、方向相反、力的作用时间相等,小车受到的冲量I=Ft大小相等,冲量大小之比为1:1,故C错误;由动能定理可知,弹力对小车做功W=mv
2/2,故做功之比为
,故D错误
12、光滑水平面上有一质量为M的滑块,滑块的左侧是一光滑的圆弧,圆弧半径为R=1 m.一质量为m的小球以速度v0向右运动冲上滑块.已知M=4m,g取10 m/s2,若小球刚好没跃出1/4圆弧的上端,求:
(1)小球的初速度v0是多少?
(2)滑块获得的最大速度是多少?
【答案】(1)5 m/s (2)2 m/s
【解析】(1)当小球上升到滑块上端时,小球与滑块水平方向速度相同,设为v
1,根据水平方向动量守恒有:mv
0=(m+M)v
1 ①
因系统机械能守恒,所以根据机械能守恒定律有:
联立①②,解得v
0=5 m/s ③
(2)小球到达最高点以后又滑回,滑块又做加速运动,当小球离开滑块后滑块速度最大,研究小球开始冲上滑块一直到离开滑块的过程,根据动量守恒定律和机械能守恒定律有:
mv
0=mv
2+Mv
3 ④
联立③④⑤,解得v
3=2 m/s⑥
13、如图所示,足够长的木板A和物块C置于同一光滑水平轨道上,物块B置于A的左端,A、B、C的质量分别为m、2m和4m,已知A、B一起以v0的速度向右运动,滑块C向左运动,A、C碰后连成一体,最终A、B、C都静止,求:
(1)C与A碰撞前的速度大小.
(2)A、B间由于摩擦产生的热量.
【答案】(1)3v
0/4 (2)7mv
02/5
【解析】