動量守恒定律過關(guān)訓練

動量守恒定律過關(guān)訓練一.深刻理解動量守恒定律⑴內(nèi)容及表達式：動量守恒定律內(nèi)容：系統(tǒng)不受外力或所受外力的合力為零時，系統(tǒng)的總動量保持不變。動量守恒定律的公式：mvi+mv2⑵說明及注意事項：了解定律適用條件：系統(tǒng)不受外力或所受外力的合力為零時；系統(tǒng)內(nèi)力遠大于外力時（如碰撞、爆炸等）；系統(tǒng)在某一方向上不受外力或所受外力的合力為零時（只在這一方向上動量守恒）注意表達式的矢量性：對一維情況，先選定某一方向為正方向，速度方向與正方向相同的速度取正，反之取負,把矢量運算簡化為代數(shù)運算。注意速度的相對性。所有速度必須是相對同一慣性參照系。注意同時性：表達式中匕和七必須是相互作用前同一時刻的瞬時速度，V」和v;必須是相互作用后同一時刻的瞬時速定2 1 2注意定律的廣泛性：動量守恒定律具有廣泛的適用范圍，不論物體間的相互作用力性質(zhì)如何；不論系統(tǒng)內(nèi)部物體的個數(shù)；不論它們是否互相接觸；不論相互作用后物體間是粘合還是分裂，只要系統(tǒng)所受合外力為零，動量守恒定律都適用。動量守恒定律既適用于低速運動的宏觀物體，也適用于高速運動的微觀粒子間的相互作用，大到天體，小到基本粒子間的相互作用都遵守動量守恒定律。注意“平均動量守恒”。當系統(tǒng)在全過程中動量守恒時，則這一系統(tǒng)在全過程中的平均動量也守恒。在符合動量守恒的條件下，如果物體做變速運動，為了求解位移，可用平均動量及其守恒規(guī)律來處理。應用思路：確定系統(tǒng)、分析系統(tǒng)受力；注意物理模型的遷移。在符合定律適應條件下，確定系統(tǒng)始、末總動量；運用動量守恒定律列式求解。（3）基本模型1、碰撞類。2、子彈打木塊類。3、人船模型類（碰撞、反沖等）。4、彈簧類。一質(zhì)量為m一質(zhì)量為m的長方形木二.過關(guān)訓練TOC\o"1-5"\h\z1、如圖4所示，光滑水平面上有一輛質(zhì)量為2m的小車，車上左右兩端甲上上分別站著甲、乙兩人，他們的質(zhì)量都是m,開始兩個人和車一起以速度 r\v°向右勻速運動.某一時刻，站在車右端的乙先以相對于地面向右的速//^///度u跳離小車，然后站在車左端的甲以相對于地面向左的速度u跳離小 圖4車.兩人都離開小車后，小車的速度將是( )v B.2v C.大于v小于2v D.大于2v0 0 0 0 02、 質(zhì)量為M的均勻木塊靜止在光滑水平面上，木塊左右兩側(cè)各有一位拿著完全相同步槍和子彈的射擊手。首先左側(cè)射手開槍，子彈水平射入木塊的最大深度為1，然后右側(cè)射手開槍,子彈水平射入木塊的最大深度為d2，如圖設(shè)子彈均未射穿木塊，且兩顆子彈與木塊之間的作用力大小均相同。當兩顆子彈均相對木塊靜止時，下列說法正確的是( )最終木塊靜止，d=d r—-n12 IF■■■1=1最終木塊向右運動，d,<d最終木塊靜止，d]Vd2最終木塊向左運動，d]=d23、 1922年，美國物理學家康普頓在研究石墨中的電子對X射線的散射時發(fā)現(xiàn)，有些散射波的波長比入射波的波長略大。下列說法中正確的是( )A、 有些X射線的能量傳給了電子，因此X射線的能量減小了B、 有些X射線吸收了電子的能量，因此X射線的能量增大了C、 X射線的光子與電子碰撞時，動量守恒，能量也守恒D、 X射線的光子與電子碰撞時，動量不守恒，能量守恒4、如圖，斜面體C質(zhì)量為斜面足夠長，始終靜止在水平面上,板A,上表面光滑，木板A獲得初速度％后正好能沿著斜面勻速下滑，當木板A勻速下滑時將一質(zhì)量也為m的滑塊B輕輕放在木塊A表面，當滑塊B在木塊A上滑動時( )滑塊B的動量為(l/2)m*時，木塊A和滑塊B速度大小相等滑塊B的動量為(l/2>mj寸，斜面體對水平面壓力大小為(M+2m)§滑塊B的動量為(3/2)mv°時，木板A的動量為-l/2mv°滑塊B的動量為(3/2)m｛時，水平面對斜面體的摩擦-向左5、水平推力鳥和F?分別作用十水平面上原來靜止的、等質(zhì)量的。、b兩物體上，作用一段時間后撤去推力，物體將繼續(xù)運動一段時間停下，兩物體的安，圖象如右圖所示，已知圖中線段AB//CD,貝0( )A.耳的沖量小于F?的沖量B.耳的沖量等于F?的沖量PXBC.兩物體受到的摩擦力大小相等D.兩物體受到的摩擦力大小不等PXB6、K-介子衰變的方程為K-—TT-+TT。，其中K-介子和TT-介子帶負的基元電荷，TT。介子不帶電。一個K-介于沿垂直于磁場的方向射入勻強磁場中，其軌跡為圓弧AP,衰變后產(chǎn)生的TT-介子的軌跡為圓弧PB,兩軌跡在p點相切，它們的半徑R」與之比為2：loTT。介子的軌跡未畫出。如圖，由此可矢[JTT-的動量大小與TT。的動量大小之也為（ ）A.1：1B.1：2C.1：3D.1：67、 如圖所不，一質(zhì)量M=3.0kg的長方形木板8放在光滑水平地面上，在其右端放一個質(zhì)量l.Okg的小木塊A?，F(xiàn)以地面為參照系，給A和B以大小均為4.0m/s,方向相反的初速度，TOC\o"1-5"\h\z使A開始向左運動，8開始向右運動，但最后A并沒有滑離8板。站在地面的觀察者看到在一段時間內(nèi)小木塊A正在做加速運動，則在這段時間內(nèi)的某時刻木板對地面的速度大小可能是（ ）A.1.8m/s B.2.4m/s 仲 +7777777777777777777" . （C.2.6m/s D.3.0m/s q_.…[13I8、 如圖所示，固定在水平面上的豎直輕彈簧上端與質(zhì)量為M的物塊A相連，靜止時物塊A位于尸處.另有一質(zhì)量為m的物塊8,從A的正上方Q處自由下落， 匚言^與A發(fā)生碰撞立即具有相同的速度，然后A、8一起向下運動，將彈簧繼續(xù)壓縮I后，物塊A、8被反彈.下面是有關(guān)的幾個結(jié)論，其中正確的是（） 、' A、8反彈過程中，在P處物塊8與A相分離A、8反彈過程中，在P處物塊8與A仍未分離8可能回到。處8不可能回到。處9、 一個電子（質(zhì)量為m、電荷量為-e）和一個正電子（質(zhì)量為m、電荷量為e）經(jīng)電場加速后以相等的動能E”相向運動，并撞到一起，發(fā)生“湮滅”，產(chǎn)生兩個頻率相同的光子.設(shè)產(chǎn)生光子的k頻率為V,若這兩個光子的能量都是hv,動量分別為P和p‘，下列關(guān)系式中正確的是（）1A、hv=mc2,p=p， B、hv=；mc2,p=-pz1C、hv=mc2+E,p=-pzD、hv=—（mc2+E）,p=-pk 2k10、 如圖所示為一個模擬貨物傳送的裝置，A是一個表面絕緣、質(zhì)量M=100kg、電量q=+6.0X1CPC的傳送小車，小車置于光滑的水平地面上。在傳送途中，有一個水平電場，電場強度為E=4.0X103V/m,可以通過開關(guān)控制其有無?，F(xiàn)將質(zhì)量，m=20kg的貨物8放置在小車左端，讓它們以u=2m/s的共同速度向右滑行，在貨物和小車快到終點時，閉合開關(guān)產(chǎn)生一個水平向左的勻強電場，經(jīng)過一段時間后關(guān)閉電場，當貨物到達目的地時，小車和貨物的速度恰好都為零。已知貨物與小車之間的動摩擦因素片0.1。（1）試指出關(guān)閉電場的瞬間，貨物和小車的速度方向。(2)為了使貨物不滑離小車的另一端，小車至少多長?(貨物不帶電且體積大小不計，g取10m/s2)11、美國航空航天局和歐洲航空航天局合作研究的“卡西尼”號土星探測器，在美國東部時間2004年6月30日(北京時間7月1日)抵達預定軌道，開始，拜訪”土星及其衛(wèi)星家族.質(zhì)量為m的“卡西尼”號探測器進入繞土星飛行的軌道，先在半徑為A的圓形軌道I上繞土星飛行,運行速度大小為氣.為了進一步探測土星表面的情況，當探測器運行到A點時發(fā)動機向前噴出質(zhì)量為的氣體，探測器速度大小減為。2,進入一個橢圓軌道II，運行到8點時再一次改變速度，然后進入離土星更近的半徑為r的圓軌道m(xù),如圖所示.設(shè)探測器僅受到土星的萬有引力，不考慮土星的衛(wèi)星對探測器的影響，探測器在A點噴出的氣體速度大小為〃.求:探測器在軌道III上的運行速率％和加速度的大小.探測器在A點噴出的氣體質(zhì)量△”.12、如圖所示，在足夠長的光滑水平軌道上靜止三個小木塊A,B,C,質(zhì)量分別為mA=lkg,m=lkg,m=2kg,其中B與C用一個輕彈簧固定連接，開始時整個裝置處于靜止狀態(tài)；A和B之間有少許塑膠炸藥，A的左邊有一個彈性擋板(小木塊和彈性擋板碰撞過程沒有能量損失)?，F(xiàn)在引爆塑膠炸藥，若炸藥爆炸產(chǎn)生的能量有E=9J轉(zhuǎn)化為A和B沿軌道方向的動能，A和B分開后，A恰好在BC之間的彈簧第一次恢復到原長時追上B,并且在碰撞后和B粘到一起。求：在A追上B之前彈簧彈性勢能的最大值； ：A與B相碰以后彈簧彈性勢能的最大值。 i ”一7TaIbWc計算題參考答案

10、（1）貨物和小車的速度方向分別向右和向左（3分）（2）設(shè)關(guān)閉電場的瞬間，貨物和小車的速度大小分別為ub和u人；電場存在時和電場消失后貨物在小車上相對滑行的距離分別為A和乙2；電場存在的時間是/，該段時間內(nèi)貨物和小車的加速度大小分別是％和％,對地位移分別是％和％在關(guān)閉電場后，貨物和小車系統(tǒng)動量守恒，由動量規(guī)律和能量規(guī)律有mu~M[）=0 ① （2分）D A11pmgL2==2mU/+§MuA2②（2分）由①式代人數(shù)據(jù)得u尸=5u ③ （1分）D A在加電場的過程中，貨物一直向前做勻減速運動，小車先向前做勻減速運動，然后反向做勻加速運動，由牛頓定律有a==[img/m==lm/s2 （1分）a==（qE~{img）/M==2.2m/s2 （1分）又Ud==U~at,U人==lu~a.t\ （2分）d BA A將其與③式聯(lián)立可得Z==ls,U==lm/s,U==0.2m/s （3分）D A再由運動學公式可得s==U 財==1.5m（1分）s==Ut—Zat==0.9mA 2A2（1分）所以￡=s-s==0.6m1 DA又將數(shù)據(jù)代入②式解得L2==0.6m所以小車的最短長度為L==Ll+L^=1.2m11、（1）在軌道I上，探測器所受萬有引力提供向心力,（1分）（1分）（1分）設(shè)土星質(zhì)量為M,則有Mm 仇2①同理，在軌道m(xù)上有TOC\o"1-5"\h\zMm'.v2 _G—=mf^ ②由式①②可得 v3= ③探測器在軌道III上運行時加速度設(shè)為。，則有Mm'G9尸2=m'a或r由式①④可得Ra=r21⑤(2)探測器在A點噴出氣體前后，由動量守恒得nW[=(m-△in)%+Amw ⑥Am= ~~-m ⑦u-0^12、(1)塑膠炸藥爆炸瞬間取A和B為研究對象，假設(shè)爆炸后瞬間AB的速度大小分別為vAV,取向右為正方向DTOC\o"1-5"\h\z由動量守恒：一mv+mm=0 ①AADD爆炸產(chǎn)生的熱量由9J轉(zhuǎn)化為AB的動能：E=-mV2+-mV2 ②2AA2BB帶入數(shù)據(jù)解得：v=v=3m/s ③AD由于A在炸藥爆炸后再次追上B的時候彈簧恰好第一次恢復到原長，則在A追上B之前彈簧已經(jīng)有一次被壓縮到最短，(即彈性勢能最大)爆炸后取BC和彈簧為研究系統(tǒng)，當彈簧第一次被壓縮到最短時BC達到共速v“，此時彈簧的彈性勢能最大，設(shè)為EITOC\o"1-5"\h\zBC pl由動量守恒：mv=(m+m)v ④DD DC由能量定恒定定律：V2=-(m+m)/+E ⑤2BB2BcBeP帶入數(shù)據(jù)得：Ep「3J ⑥其中①②④⑤和2分⑥1分(2)設(shè)BC之間的彈簧第一次恢復到原長時B、C的速度大小分別為Vr和則由動D1 C1量守恒和能量守恒：mBVB=mBVBl+mCVCl ⑦111—mv2=—mv2+—m v2 ⑧2BB2BBl2CCl帶入數(shù)據(jù)解得：v=—lm/sv=2m/s ⑨D1 Cl(v=3m/sv=0m/s不合題意，舍去。)D1 ClA爆炸后先向左勻速運動，與彈性擋板碰撞以后速度大小不變，反向彈回。