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1、第十五章 動量守恒定律
自主測評
一、基礎(chǔ)知識題組
1.[對動量定理的理解]
(2020年天津五區(qū)縣聯(lián)考)在學(xué)校的體育運(yùn)動會跳高場地,我們看到在運(yùn)動員落地一側(cè)要疊放幾塊較大而厚的軟墊,其目的是( )
A.增加運(yùn)動員落地過程的時間,增大腳受到的作用力
B.增加運(yùn)動員落地過程的時間,減小腳受到的作用力
C.減少運(yùn)動員落地過程的時間,增大腳受到的作用力
D.減少運(yùn)動員落地過程的時間,減小腳受到的作用力
解析:本題考查動量定理,意在考查考生應(yīng)用動量定理分析實際問題的能力.在運(yùn)動員落地一側(cè)疊放幾塊較大而厚的軟墊,增加了運(yùn)動員落地的時間,設(shè)運(yùn)動員落地前的速度大小為v,腳受到的作用力大
2、小為F,根據(jù)動量定理得Ft=mv,時間變大,則作用力變小,故B正確.
答案:B
圖15-2
2.[動量定恒定律成立的條件]
如圖15-2所示,小車與木箱緊挨著靜止放在光滑的水平冰面上,現(xiàn)有一男孩站在小車上用力向右迅速推出木箱,關(guān)于上述過程,下列說法中正確的是( )
A.男孩與木箱組成的系統(tǒng)動量守恒
B.小車與木箱組成的系統(tǒng)動量守恒
C.男孩、小車與木箱三者組成的系統(tǒng)動量守恒
D.木箱的動量增量與男孩、小車的總動量增量相同
解析:由動量守恒定律成立的條件可知男孩、小車與木箱三者組成的系統(tǒng)動量守恒,選項A、B錯誤,C正確;木箱的動量增量與男孩、小車的總動量增量大小相等、方向
3、相反,選項D錯誤.
答案:C
二、規(guī)律方法題組
3.[碰撞、反沖問題]
“爆竹聲中一歲除,春風(fēng)送暖人屠蘇”,爆竹聲響是辭舊迎新的標(biāo)志,是喜慶心情的流露.有一個質(zhì)量為3m的爆竹斜向上拋出,到達(dá)最高點(diǎn)時速度大小為v0,方向水平向東,在最高點(diǎn)爆炸成質(zhì)量不等的兩塊,其中一塊質(zhì)量為2m,速度大小為v,方向水平向東,則另一塊的速度是( )
A.3v0-v B.2v0-3v
C.3v0-2v D.2v0+v
解析:本題考查動量守恒定律,意在考查考生對動量守恒定律的理解和應(yīng)用能力.爆竹在最高點(diǎn)水平方向動量守恒,由動量守恒定律,可知3mv0=2mv+mv′,可
4、得另一塊的速度為v′=3v0-2v,C正確.
答案:C
4.[動量守恒定律的應(yīng)用]
(2020年河北廊坊質(zhì)量監(jiān)測)如圖15-3所示,被壓縮后鎖定的彈簧一端固定在墻上,另一端與質(zhì)量為3m的物體A相連接,光滑的水平面和光滑的曲面平滑相連.有一質(zhì)量為2m的物體B,從高h(yuǎn)處由靜止開始沿光滑曲面滑下,與物體A相碰,碰后兩物體立即以相同速度向右運(yùn)動(但兩個物體不粘連),同時彈簧的鎖定被解除,返回時物體B能上升的最大高度為,求:
圖15-3
(1)碰撞結(jié)束瞬間A、B的共同速度v1;
(2)彈簧鎖定時對應(yīng)的彈性勢能Ep.
解析:本題考查彈性勢能、動能定理、機(jī)械能守恒定律、動量守恒定律等,意在考查考生對力學(xué)概念和規(guī)律的理解能力、多個物理過程特征的分析判斷能力、合理選擇力學(xué)規(guī)律的分析判斷能力.
(1)設(shè)B從高h(yuǎn)處滑到水平面時的速度為v,由動能定理,有
2mgh=×2mv2 解得v=
設(shè)A與B碰后的共同速度為v1,根據(jù)動量守恒定律,有
2mv=(2m+3m)v1
可得v1=,方向水平向右.
(2)設(shè)B返回時離開A的速度為v′,則
×2mv′2=2mg× 解得v′=
對A、B和彈簧,有Ep=×5mv′2-×5mv
解得Ep=.
答案:(1) 方向水平向右 (2)