动量守恒定律_章节学习

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题型：多选题

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多选题

质量为1kg的小球以4m/s的速度与质量为2kg的静止小球正碰，碰撞后的速度可能是（　　）

Am/s，m/s

B-1m/s，2.5m/s

C1m/s，1.5m/s

D-4m/s，4m/s

正确答案

A,B,C

解析

解：以1kg小球的初速度方向为正方向，

如果发生完全弹性碰撞，由动量守恒定律得：

m1v0=m1v1+m2v2，

由机械能守恒定律得：

m1v02=m1v12+m2v22，

代入数据解得：v1=-m/s，v2=m/s；

如果两球发生完全非弹性碰撞，

由动量守恒定律得：m1v0=（m1+m2）v，

代入数据解得：v=m/s，

则-m/s≤v1≤m/s，m/s≤v2≤m/s；

故选：ABC．

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题型：简答题

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简答题

在如图所示的光滑水平面上，小明站在静止的小车上用力向右推静止的木箱，木箱以速度v向右匀速运动．巳知木箱的质量为m．人与车的质量为2m．木箱运动一段时间后与竖直墙壁发生无机械能损失的碰撞，反弹回来后被小明接住．求：

①推出木箱后小明和小车一起运动的速度v1的大小；

②小明接住木箱后三者一起运动的速度v2的大小．

正确答案

解：①人小明推出木箱过程系统动量守恒，取向左为正方向，由动量守恒定律得：

2mv1-mv=0，

解得：v1=v；

②小明接木箱的过程中动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得：

mv+2mv1=（m+2m）v2，

解得：v2=v，

答：①小明和小车一起运动的速度v1的大小为v；②小明接住木箱后三者一起运动的速度v2的大小是．

解析

解：①人小明推出木箱过程系统动量守恒，取向左为正方向，由动量守恒定律得：

2mv1-mv=0，

解得：v1=v；

②小明接木箱的过程中动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得：

mv+2mv1=（m+2m）v2，

解得：v2=v，

答：①小明和小车一起运动的速度v1的大小为v；②小明接住木箱后三者一起运动的速度v2的大小是．

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题型：填空题

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填空题

（选修模块3-5）

（1）关于原子结构和原子核，下列说法中正确的是______

A．利用α粒子散射实验可以估算原子核的半径

B．利用α粒子散射实验可以估算核外电子的运动半径

C．原子的核式结构模型很好地解释了氢原子光谱的实验

D．处于激发态的氢原子放出光子后，核外电子运动的动能将增大

（2）一个质量为m0静止的ω介子衰变为三个静止质量都是m的π介子，它们在同一平面内运动，彼此运动方向的夹角为120°，光在真空中的传播速度为c，则每个π介子的动能为______．

（3）如图5所示，光滑水平面上A、B两小车质量都是M，A车头站立一质量为m的人，两车在同一直线上相向运动．为避免两车相撞，人从A车跃到B车上，最终A车停止运动，B车获得反向速度v0，试求：

①两小车和人组成的系统的初动量大小；

②为避免两车相撞，且要求人跳跃速度尽量小，则人跳上B车后，A车的速度多大？

正确答案

AD

解析

解：（1）A、利用α粒子散射实验可以估算原子核的半径，无法得出电子的半径．故A正确，B错误．

C、原子的核式结构模型无法解释了氢原子光谱的实验，玻尔模型能够很好解释．故C错误．

D、处于激发态的氢原子放出光子后，能级降低，轨道半径减小，根据知，电子动能增大．故D正确．

故选AD．

（2）根据爱因斯坦质能方程得，

解得．

（3）①由动量守恒定律可知，系统的初动量大小

p=（M+m）v0

②为避免两车恰好不会发生碰撞，最终两车和人具有相同速度（设为），则

（M+m）v0=（2M+m）v

解得

故答案为：（1）AD （2）

（3）①（M+m）v0，．

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题型：简答题

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简答题

如图所示，质量均为m的A、B两球之间系着一根不计质量的提高，放在光滑的水平面上，A球紧靠竖直墙壁，今用水平力F将B球向左推压，当弹簧弹性势能为EP时，突然将F撤去，求弹簧第一次伸长最大时的弹性势能．

正确答案

解：弹簧恢复原长过程，系统机械能守恒，

由机械能守恒定律得：EP=mv02，

弹簧恢复原长到弹簧伸长最大过程中，A、B系统动量守恒，

以向右为正方向，由动量守恒定律得：mv0=2mv，

由机械能守恒定律得：mv02=EP′+•2mv2，

解得：EP′=EP；

答：弹簧第一次伸长最大时的弹性势能为EP．

解析

解：弹簧恢复原长过程，系统机械能守恒，

由机械能守恒定律得：EP=mv02，

弹簧恢复原长到弹簧伸长最大过程中，A、B系统动量守恒，

以向右为正方向，由动量守恒定律得：mv0=2mv，

由机械能守恒定律得：mv02=EP′+•2mv2，

解得：EP′=EP；

答：弹簧第一次伸长最大时的弹性势能为EP．

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题型：简答题

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简答题

如图所示，一固定斜面与水平面成θ=37°角，其底端O处有一固定粘性挡板，斜面上a、b两点，a、O间的距离为l1=1.5m，a、b间的距离为l2=3.5m．一质量为m1=1kg的物体A静止在a点，另一质量为m2=2kg的物体B从b点以v0=4m/s的速度沿斜面向下运动．A与B、A与挡板相碰时均立即粘在一起且作用时间极短．已知A、B与斜面间的动摩擦因素均为μ=，A、B均可看着质点，sin37°=0.6、cos37°=0.8，g=10m/s2．求物体A与挡板相碰时，挡板对物体A的冲量（A、B碰撞后作为一个物体，与挡板碰撞瞬间其重力和斜面对它们的摩擦力忽略不计）

正确答案

解：设B与A相碰到的速度为v1，B从b运动至a过程中，

由动能定理得：（m2gsinθ-μm2gcosθ）l2=m2v12-m2v02，

代入数据解得：v1=3m/s，

A与B相碰时系统动量守恒，以平行于斜面向下为正方向，

由动量守恒定律得：m2v1=（m1+m2）v2，代入数据解得：v2=2m/s，

A、B一起向下滑至与档板相碰前，设其速度为v3，由动能定理得：

（m1+m2）g（sinθ-μcosθ）l1═（m1+m2）v32-（m1+m2）v22，

代入数据解得：v3=1m/s，

以向下为正方向，档板与A相碰，由动量定理得：

I=0-（m1+m2）v3，代入数据解得：I=-3N•m，负号表示方向平行于斜面向上；

答：物体A与挡板相碰时，挡板对物体A的冲量大小为：3N•m，方向：平行于斜面向上．

解析

解：设B与A相碰到的速度为v1，B从b运动至a过程中，

由动能定理得：（m2gsinθ-μm2gcosθ）l2=m2v12-m2v02，

代入数据解得：v1=3m/s，

A与B相碰时系统动量守恒，以平行于斜面向下为正方向，

由动量守恒定律得：m2v1=（m1+m2）v2，代入数据解得：v2=2m/s，

A、B一起向下滑至与档板相碰前，设其速度为v3，由动能定理得：

（m1+m2）g（sinθ-μcosθ）l1═（m1+m2）v32-（m1+m2）v22，

代入数据解得：v3=1m/s，

以向下为正方向，档板与A相碰，由动量定理得：

I=0-（m1+m2）v3，代入数据解得：I=-3N•m，负号表示方向平行于斜面向上；

答：物体A与挡板相碰时，挡板对物体A的冲量大小为：3N•m，方向：平行于斜面向上．

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