- 动量守恒定律
- 共5880题
[物理--选修3-5]
（1）以下说法符合物理学史的是______
A．普朗克引入能量子的概念，得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好，并由此开创了物理学的新纪元
B．康普顿效应表明光子具有能量
C．德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，认为实物粒子也具有波动性
D．物理学家们认为原子具有核式结构，并通过α粒子散射实验证明这一想法的正确性
E．卢瑟福利用α粒子轰击氮核发现了质子，并预言了中子的存在
（2）如图所示，一质量M=2.0kg的长木板AB静止在水平面上，木板的左侧固定一半径R=0.60m的四分之一圆弧形轨道，轨道末端的切线水平，轨道与木板靠在一起，且末端高度与木板高度相同．现在将质量m=l.0kg的小铁块（可视为质点）从弧形轨道顶端由静止释放，小铁块到达轨道底端时的速度v0=3.0m/s，最终小铁块和长木板达到共同速度．忽略长木板与地面间的摩擦．取重力加速度g=l0m/s2．求
①小铁块在弧形轨道上滑动过程中克服摩擦力所做的功Wf；
②小铁块和长木板达到的共同速度v．
正确答案
解：（1）A、普朗克首先引入能量子的概念，得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好，开创了物理学的新纪元．故A正确．
B、康普顿效应表明光子具有动量，不能证明光子具有能量．故B错误．
C、德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，认为实物粒子也具有波动性．故C正确．
D、卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子具有核式结构，而不是通过α粒子散射实验证明原子具有核式结构．故D错误．
E、卢瑟福利用α粒子轰击氮核发现了质子，并预言了中子的存在．故E正确．
故选ACE
（2）①小铁块在弧形轨道上滑动过程中，根据动能定理得
mgR-Wf=
解得 Wf=1.5J
②铁块在长木板滑动的过程，由系统的动量守恒得：
mv0=（M+m）v
解得：v=1m/s．
故答案为：（1）ACE；
（2）①小铁块在弧形轨道上滑动过程中，克服摩擦力所做的功Wf是1.5J．②小铁块和长木板达到的共同速度v是1m/s．
解析
解：（1）A、普朗克首先引入能量子的概念，得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好，开创了物理学的新纪元．故A正确．
B、康普顿效应表明光子具有动量，不能证明光子具有能量．故B错误．
C、德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，认为实物粒子也具有波动性．故C正确．
D、卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子具有核式结构，而不是通过α粒子散射实验证明原子具有核式结构．故D错误．
E、卢瑟福利用α粒子轰击氮核发现了质子，并预言了中子的存在．故E正确．
故选ACE
（2）①小铁块在弧形轨道上滑动过程中，根据动能定理得
mgR-Wf=
解得 Wf=1.5J
②铁块在长木板滑动的过程，由系统的动量守恒得：
mv0=（M+m）v
解得：v=1m/s．
故答案为：（1）ACE；
（2）①小铁块在弧形轨道上滑动过程中，克服摩擦力所做的功Wf是1.5J．②小铁块和长木板达到的共同速度v是1m/s．
在光滑的水平面上一个质量M=80g的大球以5m/s的速度撞击一个静止在水平面上的质量为m=20g的小球，用V′和v′表示碰撞后大球和小球的速度，下列几组数据中可能发生的是（ ）
正确答案
解析
解：以M的初速度方向为正方向，碰撞前系统总动量：p=MV=0.08×5=0.4kg•m/s，系统总动能：EK=
A、如果V′=3m/s、v′=7m/s，碰撞后系统总动量：p′=MV′+mv′=0.08×3+0.02×7=0.38kg•m/s，系统动量不守恒，故A错误；
B、如果V′=4m/s、v′=4m/s，碰撞后系统总动量：p′=MV′+mv′=0.08×4+0.02×4=0.4kg•m/s，系统动量守恒，碰撞后的总动能：EK′=
C、如果V′=4.5m/s、v′=2m/s，碰撞后M的速度大于m的速度，会发生二次碰撞，不符合实际情况，故C错误；
D、如果V′=2m/s、v′=12m/s，碰撞后系统总动量：p′=MV′+mv′=0.08×2+0.02×12=0.4kg•m/s，系统动量守恒，碰撞后的总动能：EK′=
故选：B
正确答案
解析
解：碰撞瞬时动量守恒，规定向右为正方向，则有：
解得：
故选：A．
正确答案
解析
解：设BC=s，铁块的质量为m，小车的质量为M，铁块与小车间的动摩擦因数为μ，弹簧的弹性势能为EP．
第一次使小车固定，根据能量守恒，得：EP=μmgs；
二次小车不固定，设铁块相对于小车的位移为x．相对静止时共同速度为v．
根据系统的动量守恒和能量守恒得：
0=（m+M）v
EP=
联立以上三式得：x=s
故铁块仍滑到C点停止．
故选A
如图，水平地面上，质量为4m的凹槽被一特殊装置锁定处于静止状态，凹槽内质量为m的小木块压缩轻质弹簧后用细线固定（弹簧与小木块不粘连），此时小木块距离凹槽右侧为x；现细线被烧断，木块被弹簧弹出后与凹槽碰撞并粘连，同时装置锁定解除；此后木块与凹槽一起向右运动，测得凹槽在地面上移动的距离为s；设凹槽与地面的动摩擦因数为μ1，凹槽内表面与木块的动摩擦因数为µ2，重力加速度为g，求：
（1）木块与凹槽碰撞后瞬间的共同速度大小v；
（2）细线被烧断前弹簧储存的弹性势能．
正确答案
解：（1）设木块与凹槽碰撞后共同速度为v，由动能定理得：
-μ1（m+4m）gs=0-
解得：v=
（2）设木块与凹槽碰撞前瞬间的速度为v1，由动量守恒：
mv1=（m+4m）v
可得：v1=5
木块被弹开到与凹槽碰撞，由动能定理，有
W-μ2mg•x=
解得：W=25μ1mgs+μ2mgx
由功能关系，细线被烧断前弹簧储存的弹性势能 EP=W=25μ1mgs+μ2mgx
答：（1）木块与凹槽碰撞后瞬间的共同速度大小v为
（2）细线被烧断前弹簧储存的弹性势能为25μ1mgs+μ2mgx．
解析
解：（1）设木块与凹槽碰撞后共同速度为v，由动能定理得：
-μ1（m+4m）gs=0-
解得：v=
（2）设木块与凹槽碰撞前瞬间的速度为v1，由动量守恒：
mv1=（m+4m）v
可得：v1=5
木块被弹开到与凹槽碰撞，由动能定理，有
W-μ2mg•x=
解得：W=25μ1mgs+μ2mgx
由功能关系，细线被烧断前弹簧储存的弹性势能 EP=W=25μ1mgs+μ2mgx
答：（1）木块与凹槽碰撞后瞬间的共同速度大小v为
（2）细线被烧断前弹簧储存的弹性势能为25μ1mgs+μ2mgx．
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