1 课时作业 五十六 动量动量守恒定律碰撞 1 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 第 1 题图 A 小木块和木箱最终都将静止 B 小木块最终相对木箱静止 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 2 质量为m的小球A 在光滑的水平面上以速度v0与质量为3m的静止小球B发生正碰 碰撞后A球的速度大小变为原来的1 3 则碰后小球B的速度大小可能为 A 2 9 v0 B 1 3v 0 C 2 3v 0 D 4 9v 0 3 如图所示 在光滑水平面上质量分别为mA 2kg mB 4kg 速率分别为vA 5m s vB 2m s 的A B两小球沿同一直线相向运动 下述正确的是 A 它们碰撞前的总动量是18kg m s 方向水平向右 B 它们碰撞后的总动量是18kg m s 方向水平向左 C 它们碰撞前的总动量是2kg m s 方向水平向右 D 它们碰撞后的总动量是2kg m s 方向水平向左 2 第 3 题图 4 如图所示 人站在小车上 不断用铁锤敲击小车的一端 下列各种说法哪些是正确 的 第 4 题图 A 如果地面水平 坚硬光滑 则小车将在原地附近做往复运动 B 如果地面的阻力较大 则小车有可能断断续续地水平向右运动 C 因为敲打时 铁锤跟小车间的相互作用力属于内力 小车不可能发生运动 D 小车能否运动 取决于小车跟铁锤的质量之比 跟其他因素无关 5 如图所示 木块B与水平弹簧相连放在光滑水平面上 子弹A沿水平方向射入木块 后留在木块B内 入射时间极短 而后木块将弹簧压缩到最短 关于子弹和木块组成的系统 下列说法中正确的是 3 第 5 题图 子弹射入木块的过程中系统动量守恒 子弹射入木块的过程中系统机械能守恒 木块压缩弹簧过程中 系统总动量守恒 木块压缩弹簧过程中 子弹 木块和弹簧组成的系统机械能守恒 A B C D 6 13 年江苏模拟 光滑水平面上两物体A B用不可伸长的松驰细绳相连 A质量为 2kg B质量为 1kg 现使两物体同时沿直线背向而行 vA 4m s vB 2m s 直至绳被拉紧 然后两物体一起运动 它们的总动量大小为 kg m s 两物体共同运动的速度大小 v为 m s 第 6 题图 7 长木板B放在光滑水平面上 小物体A以水平初速度v0滑上B的上表面 它们的速 度随时间变化的情况如图所示 则A与B的质量之比为 A克服摩擦力做的功与 摩擦力对B做的功之比为 4 第 7 题图 8 如图所示 质量分别为1kg 3kg 的滑块A B位于光滑水平面上 现使滑块A以 4m s 的速度向右运动 与左侧连有轻弹簧的滑块B发生碰撞 求二者在发生碰撞的过程中 第 8 题图 1 弹簧的最大弹性势能 2 滑块B的最大速度 5 9 如图所示 小球A系在细线的一端 线的另一端固定在O点 O点到水平面的距离 为h 物块B质量是小球的5 倍 置于粗糙的水平面上且位于O点的正下方 物块与水平面 间的动摩擦因数为 现拉动小球使线水平伸直 小球由静止开始释放 运动到最低点时与 物块发生正碰 碰撞时间极短 反弹后上升至最高点时到水平面的距离为h 16 小球与物块 均视为质点 不计空气阻力 重力加速度为g 求物块在水平面上滑行的时间t 第 9 题图 10 13 年江苏模拟 如图所示 质量均为m的小车与木箱紧挨着静止在光滑的水平冰 面上 质量为2m的小明站在小车上用力向右迅速推出木箱 木箱相对于冰面的速度为v 接着木箱与右侧竖直墙壁发生弹性碰撞 反弹后被小明接住 求小明接住木箱后三者共同速 度的大小 6 第 10 题图 7 课时作业 五十六 动量动量守恒定律碰撞 1 B 解析 因系统所受合外力为零 根据系统动量守恒可知最终两个物体以相同 的速度一起向右运动 故B正确 2 D 解析 设碰后小球B的速度为v A球的速度方向有两种可能 若碰后A球 的速度方向不变 根据动量守恒定律有mv0 1 3mv 0 3mv 可得 v 2 9v 0 注意到碰后 1 3v 0 2 9v 0 即 A球速度仍然大于B球速度 将发生第二次碰撞 这显然是不可能的 若碰后 A球的速度 方向反向 根据动量守恒定律有mv0 1 3mv 0 3mv 可得 v 4 9v 0 碰前系统的总机械能为 1 2mv 2 0 碰后系统的总机械能为 19 54mv 2 0 可见 1 2mv 2 0 19 54mv 2 0 所以 碰后小球B的速度大小可能为 4 9v 0 本题答案为D 3 C 解析 根据题述 它们碰撞前的总动量是mBvB mAva 2kg m s 方向水 平向右 根据动量守恒定律 它们碰撞后的总动量是2 kg m s 方向水平向右 选项C正 确 ABD错误 4 AB 解析 本题以动量守恒定律和动量定理为知识依托 考查对物理过程的分 析能力和产生结果的推理判断能力 如果地面水平且坚硬光滑 据铁锤下摆过程中系统水平 方向动量守恒可以判断小车向左移动 敲击后铁锤弹起上摆时 小车向右运动 即小车做往 复运动 如果地面的阻力足够大 小车可能不运动 如果阻力不太大 而铁锤打击力较大 致使小车受向右的合外力而断断续续地水平向右运动 5 C 解析 子弹打木块模型是两个物体相互作用的典型问题 依据其相互作用原 理 各自运动原理 能量转化原理建立的 子弹打木块 模型 其实质是物体系在一对内力 的作用下 实现系统内物体的动量 动能和能量的变化过程 在子弹射入木块的过程中 因 为入射时间极短 可认为系统静止 所以不受弹力作用 系统合力为零 动量守恒 说法 正确 在子弹射入木块的过程中 子弹相对于木块发生位移 内力做功 子弹将一部分机 械能转化为系统的内能 即系统的机械能不守恒 说法 错误 木块压缩弹簧过程中 系统 受到水平向右弹力作用 合外力不为零 系统的总动量不守恒 所以说法 错误 木块压缩 弹簧过程中 由子弹 木块和弹簧组成的系统 只有系统内的弹力做功 所以系统的机械能 守恒 说法 正确 本题答案为C 6 6 2 解析 它们的总动量大小为mAvA mBvB 6 kg m s 由动量守恒定律 mAvA mBvB mA mB v 解得两物体共同运动的速度大小为v 2 m s 7 1 24 1 解析 由图可知 AB 最后同速 速度为 1 3v 0 地面光滑 所以动量守恒mAv0 mA mB 1 3v 0 所以 mA mB 1 2 WfA 1 2m A v0 3 2 1 2m Av 2 0 WfB 1 2m B v0 3 2 WfA WfB 4 1 8 1 6J 2 2 m s 解析 1 当弹簧压缩最短时 弹簧的弹性势能最大 此时滑块A B共速由动量 守恒定律得mAv0 mA mB v 解得 v mAv0 mA mB 1 4 1 3 m s 1 m s 弹簧的最大弹性势能即滑块A B损失的动能 8 Em 1 2m Av 2 0 1 2 m A mB v 2 6 J 2 当弹簧恢复原长时 滑块B获得最大速度 由动量守恒和能量守恒得 mAv0 mAvA mBvm 1 2m Av 2 0 1 2m Bv 2 m 1 2m Av 2 A 解得 vm 2 m s 9 2gh 4ug 解析 A 与 B碰撞前瞬间 由机械能守恒 mAgh 1 2 m AvA 2 则 v A 2gh A反弹后能上升至最高点离水平面的距离为h 16 再由机械能守恒 mAg h 16 1 2m Av 2 A 则 vA 1 4 2gh 碰撞过程 动量守恒 则 mAvA mAv A mBvB 其中mB 5mA 解得vB 1 4 2gh 此后物块B在水平面上做匀减速运动 其加速度大小a ug 则其运动时间t vB a 2gh 4 g 10 v 2 解析 取向左为正方向 根据动量守恒定律 有推出木箱的过程 0 m 2m v1 mv 接住木箱的过程 mv m 2m v1 m m 2m v2 解得共同速度v2 v 2