1、选择题 下列说法中,违反动量守恒定律的是(?)
A.两个运动物体A和B相碰后合为一体,A减少的动量等于B增加的动量
B.质量相等的两个物体,以相同速率相向运动,做正碰后以原来的速率分开
C.质量不等的两个物体,以相同的速率相向运动,做正碰以后以某一相同速率向同一方向运动
D.质量不等的两个物体,以相同的速率相向运动,做正碰后各以原来的速率分开
参考答案:D
本题解析:两运动物体碰后合为一体,A减少的动量等于B增加的动量,知总动量不变;B选项叙述的情景,碰撞前后总动量为零,也符合动量守恒定律;质量不等的两个物体,速率不同且相向运动,系统的总动量不为零,故碰后二者以相等速率运动的方向必与系统总动量的方向一致,C选项不违反动量守恒定律;质量相等的两物体,以相同速率相向而行,其总动量必与速率大的物体同向,若正碰后各以原速率返回,则系统的总动量方向发生了改变,不再守恒.
本题难度:简单
2、选择题 甲、乙两球在光滑的水平面上,沿同一直线同一方向运动,它们的动量分别为p甲=10 kg·m/s,p乙=14 kg·m/s,已知甲的速度大于乙的速度,当甲追上乙发生碰撞后,乙球的动量变为20 kg·m/s,则甲、乙两球的质量m甲∶m乙的关系可能是( )
A.3:10
B.10
C.1:4
D.6
参考答案:AC
本题解析:在这个过程中,可以认为在碰撞过程中内力远远大于外力,所以可以认为动量守恒定律。
碰撞前,V甲>V乙,即p甲/m甲>p乙/m乙,可得,
<5/7;?
碰撞后,V甲≤V乙,即p"甲/m"甲≤p"乙/m"乙,可得,
≥1/5;综合得
1/5≤
<5/7。答案 AC
点评:本题考查了冲量定理的理解和应用,动量的该变量就是牛顿第二定律的微观表达式。
本题难度:一般
3、计算题 (10分)质量m为10g的子弹,以v=300m/s的速度射入质量M为50g静止在水平桌面上的木块,并留在木块中。
(1)当子弹留在木块中以后,木块运动的速度v1是多大?
(2)如果子弹把木块打穿,子弹穿过后的速度v'为100m/s,这时木块的速度v2又是多大?
参考答案:(1)v
=50m/s
(2)v
=40m/s
本题解析:根据动量守恒,以子弹的初速度方向为正方向
(1)由mv=(M+m)v
有:? v
=
v? (4分)
则 v
=
×300?解得: v
=50m/s? (2分)
(2)由mv=mv′+Mv
有:? v
=
? (4分)
则v
=
?解得: v
=40m/s? (2分)
本题难度:简单
4、计算题 如图所示,在足够长的光滑水平轨道上静止三个小木块A、B、C,质量分别为mA=1kg,mB=1kg,mC=2kg,其中B与C用一个轻弹簧固定连接,开始时整个装置处于静止状态,弹簧处于原长状态;A和B之间有少许塑胶炸药,现在引爆塑胶炸药,若炸药爆炸产生的能量有E=9J转化为A和B沿轨道方向的动能。求:爆炸后弹簧弹性势能的最大值;
参考答案:EP=3J
本题解析:塑胶炸药爆炸瞬间取A和B为研究对象,假设爆炸后瞬间AB的速度大小分别为vA、vB,取向右为正方向
由动量守恒:-mAvA+mBmB=0?
爆炸产生的热量由9J转化为AB的动能:
?
带入数据解得:vA = vB = 3m/s?
爆炸后取BC和弹簧为研究系统,当弹簧第一次被压缩到最短时BC达到共速vBC,此时弹簧的弹性势能最大,设为Ep1
由动量守恒:mBvB=(mB+mC)vBC?
由能量定恒定定律:
带入数据得:EP=3J
点评:关键是知道爆炸后取BC和弹簧为研究系统,当弹簧第一次被压缩到最短时BC达到共速vBC,此时弹簧的弹性势能最大,
本题难度:一般
5、选择题 在光滑水平面上,一质量为m、速度大小为v的A球与质量为2m静止的B球碰撞后,A球的速度方向与碰撞前相反.则碰撞后B球的速度大小可能是
A.0.6v
B.0.4v
C.0.3v
D.0.2v
参考答案:A
本题解析:由动量守恒定律得
,规定A球原方向为正方向,由题意可知vA为负值,则
,因此B球的速度可能为
,故选A。
本题难度:简单