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动量守恒定律单元测试题及答案


动量守恒定律单元测试题
一、选择题(每小题 4 分,共 40 分。 ) 1.在高速公路上发生一起交通事故,一辆质量为 15000 kg 向南行驶的长途客车迎面撞上了一辆质量为 3000 kg 向北行驶的卡车,碰后两车接在一起,并向南滑行了一段距离后停止.根据测速仪的测定,长途客车碰前以 20 m/s 的速度行驶,由此可判断卡车碰前的行驶速率为 ( A.小于 10 m/s C.大于 20 m/s 小于 30 m/s )

B.大于 10 m/s 小于 20 m/s D.大于 30 m/s 小于 40 m/s

2. (双选)如图所示,A、B 两物体的质量比 mA∶mB=3∶2,它们原来静止在平板车 C 上,A、B 间有一根被压缩 了的弹簧,A、B 与平板车上表面间动摩擦因数相同,地面光滑.当弹簧突然释放后,则有( A.A、B 系统动量守恒 B.A、B、C 系统动量守恒 )

C.小车向左运动

D.小车向右运动

3.把一支枪水平固定在小车上,小车放在光滑的水平面上,枪发射出一颗子弹时,关于枪、弹、车,下列说法 正确的是( )

A.枪和弹组成的系统,动量守恒 B.枪和车组成的系统,动量守恒 C.三者组成的系统,因为枪弹和枪筒之间的摩擦力很小,使系统的动量变化很小,可以忽略不计,故系统 动量近似守恒 D.三者组成的系统,动量守恒,因为系统只受重力和地面支持力这两个外力作用,这两个外力的合力为零 4.甲、乙两球在光滑水平轨道上同向运动,已知它们的动量分别是 p 甲=5 kg·m/s,p 乙= 7 kg·m/s,甲 )

追乙并发生碰撞, 碰后乙球的动量变为 p 乙′=10 kg· m/s, 则关于甲球动量的大小和方向判断正确的是 ( A.p 甲′=2kg·m/s,方向与原来方向相反 C.p 甲′=4 kg·m/s,方向与原来方向相反 B.p 甲′=2kg·m/s,方向与原来方向相同 D.p 甲′=4 kg·m/s,方向与原来方向相同

5. (双选)如图所示,三辆相同的平板小车 a、b、c 成一直线排列,静止在光滑水平地面上,c 车上一个小孩 跳到 b 车上,接着又立即从 b 车跳到 a 车上,小孩跳离 c 车和 b 车时对地的水平速度相同,他跳到 a 车上没 有走动便相对 a 车保持静止,此后 ( A.a、c 两车的运动速率相等 B.a、b 两车的运动速率相等 C.三辆车的运动速率关系为 vc>va>vb D.a、c 两车的运动方向一定相反
1



6.篮球运动员接传来的篮球时,通常要先伸出两臂迎接,手接触到球后,两臂随球迅速引至胸前. 这样做可以( ) B.减小球的动量变化率 D.减小球的动能变化量

A.减小球对手的冲量 C.减小球的动量变化量

7.玻璃茶杯从同一高度掉下,落在水泥地上易碎,落在海锦垫上不易碎,这是因为茶杯与水泥地撞击过程中 ( ) B.茶杯动量变化较大 D.茶杯动量变化率较大

A.茶杯动量较大 C.茶杯所受冲量较大

8.质量为 m 的钢球自高处落下,以速率 v1 碰地,竖直向上弹回,碰撞时间极短,离地的速率为 v2.在碰撞过程 中,钢球受到的冲量的方向和大小为( A.向下,m(v1-v2) C.向上,m(v1-v2) ) B.向下,m(v1+v2) D.向上,m(v1+v2)

9.质量为 5 kg 的物体,原来以 v=5 m/s 的速度做匀速直线运动,现受到跟运动方向相同的冲量 15 N·s 的作 用,历时 4 s,物体的动量大小变为( A.80 kg·m/s B.160 kg·m/s ) C.40 kg·m/s D.10 kg·m/s

10. (双选)一物体竖直向上抛出,从开始抛出到落回抛出点所经历的时间是 t,上升的最大高度是 H,所受空 气阻力大小恒为 F,则在时间 t 内 ( A.物体受重力的冲量为零 B.在上升过程中空气阻力对物体的冲量比下降过程中的冲量小 C.物体动量的增量大于抛出时的动量 D.物体机械能的减小量等于 FH 二、填空题(每小题 6 分,共 30 分。把正确答案填在题中的横线上) 11.甲乙两船自身质量为 120 kg,都静止在静水中,当一个质量为 30 kg 的小孩以相对于地面 6 m/s 的水平速 度从甲船跳上乙船时,不计阻力,甲、乙两船速度大小之比:v 甲∶v 乙=_______. 12.如图所示,甲、乙两辆完全一样的小车,质量都为 M,乙车内用绳吊一质量为 0.5 M 的小球,当乙车静止 时,甲车以速度 v 与乙车相碰,碰后连为一体,则碰后两车的共同速度为_______.当小球摆到最高点时, 速度为_______. )

2

13.质量为 m=0.10 kg 的小钢球以 v0=10 m/s 的水平速度抛出,下落 h=5 m 时撞击一钢板,撞后速度恰好反向, 则钢板与水平面的夹角θ =_______.刚要撞击钢板时小球的动量大小为_______.(取 g=10 m/s ) 14.一个物体的质量是 2 kg,沿竖直方向下落,以 10 m/s 的速度碰到水泥地面上,随后又以 8 m/s 的速度被 反弹回,若取竖直向上为正方向,则小球与地面相碰前的动量是_______kg·m/s,相碰后的动量 是_______kg·m/s,小球的动量变化是_______kg·m/s. 15.两个质量相同的小球 A、B,中间用轻弹簧相连,放在光滑的水平面上,A 球挨着左墙壁,如图所示.若用 水平向左的短时冲量 I 作用于 B 球,B 球将弹簧压缩,弹簧的最大弹性势能是 4 J,当 A 球离开墙壁瞬间,
2

B 球的动量大小是 2 kg·m/s.则 B 球的质量是________;水平冲量 I 的大小是________.

三、解答题(共 30 分)要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能给分。有 数值计算的题,答案中应明确写出数值和单位。 16. (10 分) 质量为 M 的小船以速度 v0 行驶, 船上有两个质量皆为 m 的小孩 a 和 b, 分别静止站在船头和船尾. 现 在小孩 a 沿水平方向以速率 v(相对于静止水面)向前跃入水中,然后小孩 b 沿水平方向以同一速率 v(相 对于静止水面)向后跃入水中.求小孩 b 跃出后小船的速度.

3

17. (10 分)如图所示,甲车的质量是 2 kg,静止在光滑水平面上,上 表面光滑, 右端放一个质量为 1 kg 的小物体. 乙车质量为 4 kg, 以 5 m/s 的速度向左运动,与甲车碰撞以后甲车获得 8 m/s 的速度,物体滑到乙 车上.若乙车足够长,上表面与物体的动摩擦因数为 0.2,则物体在乙 车上表面滑行多长时间相对乙车静止?(g 取 10 m/s )
2

18. (10 分)如图所示,质量 M=0.040kg 的靶盒 A 静止在光滑水平导轨上的 O 点,水平轻质弹簧一端栓在固定 挡板 P 上,另一端与靶盒 A 连接。Q 处有一固定的发射器 B,它可以瞄准靶盒发射一颗水平速度为

v0=50m/s,质量 m=0.010kg 的弹丸,当弹丸打入靶盒 A 后,便留在盒内,碰撞时间极短。不计空气阻力。
求弹丸进入靶盒 A 后,弹簧的最大弹性势能为多少?

4

动量守恒定律单元测试题参考答案
1.A 2.BC 3.D 4.B 5.CD 6.B 7.D 8.D 9.C 10.BC 11.5∶4 12.

v 2 ; v 2 5

13.45°; 2 kg·m/s 小球撞击后速度恰好反向,说明撞击前速度与钢板垂直.利用这一结论可求得钢 板与水平面的夹角 θ =45°,利用平抛运动规律(或机械能守恒定律)可求得小球与钢板撞击前的速度大小

v= 2 v0=10 2 m/s,因此其动量的大小为 p=mv= 2 kg·m/s.
14.-20;16;36 15.0.5 kg;2 N·s 用水平向左的短时冲量 I 作用于 B 球后,B 球获得一定的动量,向左压缩弹簧,压 缩过程中,B 球的动能转化为弹簧的弹性势能,机械能守恒.B 球速度为零时,弹簧弹性势能最大为 4 J,当 A 球离开墙壁瞬间,弹簧刚好恢复原长,B 球动能为 4 J,而 B 球的动量大小是 2 kg·m/s,由动量公式 p=mv 和 动能公式 Ek=

1 2 mv ,可求出 B 球的质量 2

0.5 kg,同时可知 B 球压缩弹簧前的动量大小也是 2 kg·m/s,据动

量定理,水平冲量 I 的大小是 2 N·s. 16.因均是以对地(即题中相对于静止水面)的水平速度,所以先后跃入水中与同时跃入水中结果相同. 设小孩 b 跃出后小船向前行驶的速度为 v,取 v0 为正向,根据动量守恒定律,有 (M+2m)v0=Mv+mv-mv 解得:v=(1+

2m ) v0 M

17. (10 分)乙与甲碰撞动量守恒:

m 乙 v 乙=m 乙 v 乙′+m 甲 v 甲′
小物体 m 在乙上滑动至有共同速度 v,对小物体与乙车运用动量守恒定律得

m 乙 v 乙′=(m+m 乙)v
对小物体应用牛顿第二定律得 a=μ g 所以 t=v/μ g 代入数据得 t=0.4 s 18. (10 分)解析: (1)弹丸进入靶盒 A 后,弹丸与靶盒 A 的共同速度设为 v,由系统动量守恒得

mv0 ? (m ? M )v

(3 分)
5

靶盒 A 的速度减为零时,弹簧的弹性势能最大,由系统机械能守恒得

EP ?

1 ( m ? M )v 2 2

(3 分)解得

EP ?

m2 2 v0 2(m ? M )

(2 分)代入数值得

E P ? 2.5 J

(2 分)

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w w w . j b 1 0 0 0 . c o m

6


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