1、
学科:物理
专题:动量守恒之碰撞
题一
两球相向运动,发生正碰,碰撞后两球均静止,于是可以断定,在碰撞以前( )
A.两球的质量相等 B.两球的速度大小相同
C.两球的动量大小相等 D.以上都不能断定
题二
如图所示,A、B两物体质量分别为mA、mB,且mA>mB,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,经相同时间后,撤去两个力,两物体发生碰撞并粘在一起后将( )
A.停止运动
2、
B.向左运动
C.向右运动
D.运动方向不能确定
题三
如图所示,小车的上面是中突的两个对称的曲面组成,整个小车的质量为m,原来静止在光滑的水平面上。今有一个可以看作质点的小球,质量也为m,以水平速度v从左端滑上小车,恰好到达小车的最高点后,又从另一个曲面滑下。关于这个过程,下列说法正确的是( )
A.小球滑离小车时,小车又回到了原来的位置
B.小球在滑上曲面的过程中,对小车压力的冲量大小是
C.小球和小车作用前后,小车和小球的速度可能没有变化
D.车上曲面的竖直高度不会大于
题四
长木板A放在光滑的水平面上,质量为m=2
3、kg的另一物体B以水平速度v0=2 m/s滑上原来静止的长木板A的表面,由于A、B间存在摩擦,之后A、B速度随时间变化状况如图所示,则下列说法正确的是( )
A.木板获得的动能为2 J
B.系统损失的机械能为4 J
C.木板A的最小长度为1 m
D.A、B间的动摩擦因数为0.1
题五
如图所示,圆管构成的半圆形轨道竖直固定在水平地面上,轨道半径为R,MN为直径且与水平面垂直,直径略小于圆管内径的小球A以某一速度冲进轨道,到达半圆轨道最高点M时与静止于该处的质量与A相同的小球B发生碰撞,碰后两球粘在一起飞出轨道,落地点距N为2R。重力加速度为g,忽视圆管内径,空气阻力及
4、各处摩擦均不计,求:
(1)粘合后的两球从飞出轨道到落地的时间t;
(2)小球A冲进轨道时速度v的大小。
课后练习详解
题一
答案:C
详解:两球碰撞后总动量守恒,则p1+p2=0,故选项C正确。
题二
答案:A
详解:因IA=IB=Ft,又IA=IB=mAvA=mBvB,所以(mAvA-mBvB)=(mA+mB)vAB,得vAB=0,A正确。
题三
答案: BCD
详解:小球滑上曲面的过程,小车向右运动,小球滑下时,小车还会连续前进,故不会回到原位置,A错。由小球恰好到最高点,知道两者有共同速度,对于车、球组成的系统,由动量守恒定律
5、列式为mv=2mv′,得共同速度v′=。小车动量的变化为,明显,这个增加的动量是小球压力作用的结果,故B对。对于C,由于满足动量守恒定律,系统机械能又没有增加,所以是可能的,两曲面光滑时会消灭这个状况。由于小球原来的动能为,小球到最高点时系统的动能为×2m×()2=,所以系统动能削减了,假如曲面光滑,则削减的动能等于小球增加的重力势能,即=mgh,得h=.明显,这是最大值,假如曲面粗糙,高度还要小些。
题四
答案:CD
详解:从图可以看出,B做匀减速运动,A做匀加速运动,最终的共同速度为1 m/s,系统动量守恒,设A的质量为M,有mv0=(m+M)v,求得M=2 kg,木板获得的动能
6、为1 J,系统损失的动能为2 J,木板的最小长度为两者在1 s内的位移差为1 m,B运动的加速度为1 m/s2,动摩擦因数为0.1。
题五
答案:(1)2 (2)2
详解:(1)粘合后的两球飞出轨道后做平抛运动,竖直方向分运动为自由落体运动,有2R=gt2①
解得t=2②
(2)设球A的质量为m,碰撞前速度大小为v1,把球A冲进轨道最低点时的重力势能定为0,由机械能守恒定律知
mv2=mv12+2mgR③
设碰撞后粘合在一起的两球速度大小为v2,由动量守恒定律知mv1=2mv2④
飞出轨道后做平抛运动,水平方向分运动为匀速直线运动,有
2R=v2t⑤
综合②③④⑤式得
v=2。