动量守恒定律_章节学习

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题型：简答题

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简答题

质量M=3kg．足够长的平板车放在光滑的水平面上，在平板车的左端放有一质量m=1kg的小物块（可视为质点），小车左上方的天花板上固定一障碍物A，其下端略高于平板车上表面但能挡住物块，如图所示．初始时，平板车与物块一起以v0=2m/s的水平速度向左运动，此后每次物块与A发生碰撞后，速度均反向但大小保持不变，而小车可继续运动，已知物块与小车间的动摩擦因数μ=0.5，取g=10m/s2，碰撞时间可忽略不计，求：

①与A第一次碰撞后，物块与平板车相对静止时的速率；

②从初始时刻到第二次碰撞后物块与平板车相对静止时，物块相对车发生的位移．

正确答案

解：①物块与障碍物碰后，物块和小车系统动量守恒，以小车的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：

Mv0-mv0=（M+m）v1，

代入数据解得：v1=1m/s；

②从开始到第二次碰撞后物块与平板车相对静止过程中系统动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得：Mv1-mv1=（M+m）v2，

由动能定理得：-μmgL=（M+m）v22-（M+m）v02，

代入数据解得：L=1.5m；

答：①与A第一次碰撞后，物块与平板车相对静止时的速率为1m/s；

②从初始时刻到第二次碰撞后物块与平板车相对静止时，物块相对车发生的位移为1.5m．

解析

解：①物块与障碍物碰后，物块和小车系统动量守恒，以小车的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：

Mv0-mv0=（M+m）v1，

代入数据解得：v1=1m/s；

②从开始到第二次碰撞后物块与平板车相对静止过程中系统动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得：Mv1-mv1=（M+m）v2，

由动能定理得：-μmgL=（M+m）v22-（M+m）v02，

代入数据解得：L=1.5m；

答：①与A第一次碰撞后，物块与平板车相对静止时的速率为1m/s；

②从初始时刻到第二次碰撞后物块与平板车相对静止时，物块相对车发生的位移为1.5m．

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题型：简答题

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简答题

某小组在探究反冲运动时，将质量为m1一个小液化瓶固定在质量为m2的小球具船上，利用液化瓶向外喷射气体做为船的动力．现在整个装置静止放在平静的水面上，已知打开液化汽瓶后向外喷射气体的对地速度为v1，如果在△t的时间内向后喷射的气体的质量为△m，忽略水的阻力，则

（1）喷射出质量为△m的液体后，小船的速度是多少？

（2）喷射出△m液体的过程中，小船所受气体的平均作用力的大小是多少？

正确答案

解：（1）由动量守恒定律得：（m1+m2-△m）v船-△mv1=0

得：v船=

（2）对喷射出的气体运用动量定理得：F△t=△mv1

解得：F=

由牛顿第三定律得，小船所受气体的平均作用力大小为F=

答：（1）喷射出质量为△m的液体后，小船的速度是；

（2）喷射出△m液体的过程中，小船所受气体的平均作用力的大小是．

解析

解：（1）由动量守恒定律得：（m1+m2-△m）v船-△mv1=0

得：v船=

（2）对喷射出的气体运用动量定理得：F△t=△mv1

解得：F=

由牛顿第三定律得，小船所受气体的平均作用力大小为F=

答：（1）喷射出质量为△m的液体后，小船的速度是；

（2）喷射出△m液体的过程中，小船所受气体的平均作用力的大小是．

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题型：填空题

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填空题

原来静止的镭原子核Ra发生α衰变，放出α粒子和新核动量大小之比为______，它们的动能之比为______．

正确答案

1：1

111：2

解析

解：原子核衰变过程系统动量守恒，原子核原来静止，系统总动量为零，

原子核衰变后，由动量守恒定律可知，两新核的动量大小相等，方向相反，两新核的动量大小之比为：1：1；

新核的动能之比：====；

故答案为：1：1，111：2．

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题型：多选题

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多选题

如图所示，一根足够长的水平滑杆SS′上套有一质量为m的光滑金属圆环，在滑杆的正下方与其平行放置一足够长的光滑水平的绝缘轨道PP′，PP′穿过金属环的圆心．现使质量为M的条形磁铁以水平速度v0沿绝缘轨道向右运动，则（　　）

A磁铁将不会穿越滑环运动

B磁铁穿过金属环后，两者最终将相对静止

C圆环的最终速度为

D整个过程最多能产生热量

正确答案

B,C

解析

解：A磁铁在靠近金属环的过程中金属环的感应电流方向产生的磁场与原磁场的方向相反，所以磁铁受到阻力的作用，同理，在离开金属环的过程中金属环的感应电流方向产生的磁场与原磁场的方向相同，也是受到阻力的作用，但是由于不知道初速度以及环与磁铁的质量之间的关系，所以不能判断出磁铁是否能够会穿越滑环运动．故A错误；

B、选取磁铁与圆环组成的系统为研究的系统，系统在水平方向受到的合力为0，满足动量守恒；选取磁铁M运动的方向为正方向，则最终到达共同速度时二者相对静止，由动量守恒定律可知：

Mv0=（M+m）v

得：．故BC正确；

D、磁铁若能穿过金属环，运动的过程中系统的产生的热量等于系统损失的动能，即：．故D错误

故选：BC

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题型：简答题

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简答题

如图所示，一质量M=3kg的小车左端放有一质量m=2kg的铁块，它们以v0=5m/s的共同速度沿光滑水平面向竖直墙运动，车与墙碰撞的时间极短，不计碰撞过程中机械能的损失．小车足够长，最终小车与铁块相对静止．求小车与铁块的共同速度v．

正确答案

解：车与墙碰后瞬间，小车的速度向左，大小是v0，而铁块的速度未变，仍是v0，方向向右．

铁块与小车组成的系统动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得：Mv0-mv0=（M+m）v，

解得：v===1m/s，方向：水平向左；

答：小车与铁块的共同速度v大小为1m/s，方向：水平向左．

解析

解：车与墙碰后瞬间，小车的速度向左，大小是v0，而铁块的速度未变，仍是v0，方向向右．

铁块与小车组成的系统动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得：Mv0-mv0=（M+m）v，

解得：v===1m/s，方向：水平向左；

答：小车与铁块的共同速度v大小为1m/s，方向：水平向左．

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