1、选择题 图示为气垫导轨上两个滑块A、B相互作用前后运动过程的频闪照片,频闪的频率为10 Hz。A、B之间夹着一根被压缩的轻质弹簧并用绳子连接,开始时它们处于静止状态。绳子烧断后,两个滑块向相反方向运动。已知滑块A、B的质量分别为200g、300g。根据照片记录的信息,可判断
A.A、B两滑块均做匀速直线运动
B.B滑块的速度大小为6cm/s
C.A、B两滑块的动量相同
D.A滑块的动量变化量与B滑块的动量变化量之和为零
参考答案:ABD
本题解析:由频闪照片可以看出碰撞后A、B物体在相等的时间内通过的距离相等,两物体均做匀速直线运动,A对;同理由s=vt可求得AB速度,B对;系统动量守恒,所以AB两物体动量大小相等方向相反,C错;同理D对;
本题难度:一般
2、简答题 (1)卢瑟福提出了原子的核式结构模型,这一模型建立的基础是
A.α粒子的散射实验? B.对阴极射线的研究
C.天然放射性现象的发现? D.质子的发现
(2)质量为5kg的物体A,以一定的速度v沿光滑的水平面运动,跟迎面而来速度大小为
v的物体B相碰撞,碰后两个物体结合在一起沿碰前A的方向运动,且它们的共同速度大小为v.求B物体的质量.
参考答案:(1)卢瑟福提出了原子的核式结构模型,是α粒子的散射实验基础建立的.故A正确.
(2)取碰撞前A物体的速度方向为正方向.由动量守恒定律得:
mv-mB?12v=13(m+mB)v
解得:mB=4kg
答:(1)A;(2)B物体的质量为4kg.
本题解析:
本题难度:一般
3、计算题 如图所示,A、B两球放在光滑的水平面上,水平面的右侧与竖直平面内一光滑曲面相切,现给A一向右的速度,让A与B发生对心弹性碰撞,小球沿曲面上升到最高点后又能再沿曲面滑回到水平面。若要B返回水平面时能再与么发生碰撞, A、B的质量应满足什么关系?
参考答案:mA>mB/3
本题解析:设AB的质量分别为mAmB,设A的初速度为v0,当AB发生碰撞时有:
,
解得,
若二者碰撞后都向右运动或A停止运动,是一定能发生第二次碰撞的,在碰后A向左运动时,要能发生二次碰撞需有,解得mA>mB/3
本题难度:一般
4、选择题 如图所示,水平速度为,质量为m的子弹,击中并穿过放在光滑地面质量为M的木块,若木块对子弹的阻力恒定,则下列说法中正确的是(?)
A.子弹质量m越大,木块获得动能越大
B.子弹质量m越小,木块获得动能越大
C.子弹速度越大,木块获得动能越大
D.子弹速度越小,木块获得动能越大
参考答案:BD
本题解析:分析:在同一个坐标系中画出子弹和木块的V-T图象.子弹仍穿过,说明子弹和木块的位移差为木块长度.根据题目选项的物理量的变化来判断.
解答:解: (1)当子弹的质量m变化时,由于子弹所受的阻力恒定,在子弹的加速度将随着质量减小的而变大,而木块的加速度恒定,当子弹质量小时,穿出木块的时间大于质量大时穿出木块的时间.则木块获得的速度也将变大,动能也将增大.故A错误,B正确.
(2)当子弹的质量m不变,子弹和木块的加速度恒定,子弹的初速度越小,穿出木块的时间越长.则木块获得的速度也将变大,动能也将增大,故C错误,D正确.
故选BD.
点评:要了解研究对象的运动过程是解决问题的前提,根据题目已知条件和求解的物理量选择物理规律解决问题.
本题难度:简单
5、简答题 如图5-6所示,物体A置于小车B上,A与B之间光滑无摩擦。它们以共同的速度v前进。突然碰到障碍物C,将A从车上碰了出去,A被碰回的速度大小也是v。问:小车B的速度将怎样变化?
参考答案:B将以速度v继续前进。
本题解析:【错解分析】错解: 以A,B原来速度方向为正,设小车B后来的速度为v′,根据动量守恒定律,则
(mA+mB)v=mBv′-mAv
即:(mA+mB+mA)v = mBv′
因为2mA+mB>mB
所以:v′>v(变大)方向为原来的方向。
上述错解的主要原因是不注意分析物理规律的适用条件,乱用动量守恒定律而造成的。
当我们研究对象为A和B组成的系统时(如上述错解的研究对象)。在A与障碍物C发生碰撞时,因为C对A的作用力就A与B的系统来说是外力,所以不满足动量守恒条件(不受外力或合外力为零)。也就是说它们的动量不守恒,不能应用动量守恒定律去计算与讨论。不加分析地运用动量守恒定律必然导致错误。
【正确解答】 实际上,在A与C相碰时,由于C对A的作用力的冲量使A的动量发生了变化。而A与B之间光滑无摩擦。在水平方向无相互作用力。所以对B来说,其水平动量是守恒的(实际上也只具有水平动量)。也就是说,A在水平方向运动的变化不会影响B的运动情况,因此B将以速度v继续前进。
【小结】 物体间发生相互作用时,选哪个系统为研究对象,这是人为的选择,但要注意,若系统选择不当,则导致对该系统不能应用动量守恒定律来求解,如本题的A,B组成的系统。因此我们应注意研究对象的选取,使其能满足我们所选用规律的适用条件。如本题中以B为研究对象,即包含了所求的B的运动情况,而满足了水平方向不受外力,动量守恒的适用条件。
本题难度:一般