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动量守恒定律练习题

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1. 如图所示,具有一定质量的小球A固定在轻杆一端,另一端悬挂在小车支架的O点,用手将小球拉起使轻杆呈水平,在小车处于静止的情况下放手使小球摆下,在B处与固定在车上的油泥撞击后粘合在一起,则此后小车的运动情况是()

A. 向右运动

B. 向左运动

C. 静止不动

D. 无法判定

2. 两个质量相等的滑冰人甲和乙都静止在光滑的水平冰面上,其中一人向另一人抛出一个篮球,另一人接球后再抛回,如此反复进行几次后甲、乙两人最后的速率关系为()

A. 若甲最先抛球,则一定是V甲> V乙

B. 若乙最后接球,则一定是V甲> V乙

C. 只有甲先抛球,乙最后接球,才有V甲> V乙

D. 无论怎样抛球与接球,总有V甲> V乙

3. 质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,A球的动量是9kg·m/s,B球的动量是5kg·m/s。当A球追上B球时发生碰撞,则碰撞后A、B两球的动量的可能值是()

A. p'A=5kg·m/s,p'B=7kg·m/s

B. p'A=4kg·m/s,p'B=10kg·m/s

C. p'A=6kg·m/s,p'B=8kg·m/s

D. p'A=8kg·m/s,p'B=6kg·m/s

4. 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

B. 大于10 m/s小于20 m/s

C. 大于20 m/s小于30 m/s

D. 大于30 m/s小于40 m/s

5. 如图所示,A、B两物体的质量比m A∶m B=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

6. 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

7. 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=_______。

8. 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。

9. 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/s2)

10. 如图所示,AB为一光滑水平横杆,杆上套一质量为M的小圆环,环上系一长为L质量不计的细绳,绳的另一端拴一质量为m的小球,现将绳拉直,且与AB平行,由静止释放小球,则当线绳与A B成θ角时,圆环移动的距离是多少?

11. 甲、乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏,甲与他所乘的冰车的总质量为M=30kg,乙与他所乘的冰车的总质量为M=30kg,游戏时,甲推着一个质量为m=15kg的箱子,和他一起以V0=2m/s的速度滑行。乙以同样大小的速度迎面而来,如图,为避免相撞,甲突然将箱子沿冰面推给乙,箱子滑到乙处时,乙迅速把它抓住。若不计冰面的摩擦力,问甲至少要以多大的速度(相对于地面)将箱子推出,才能避免与乙相撞?

参考答案

1. C

2. B

3. C

4. A

5. BC

6. D

7. 5∶4

8. 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v 0为正向,根据动量守恒定律,有 (M +2m )v 0=Mv +mv -mv

解得:v =(1+M

m 2)v 0 9. 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 =μg

所以t =v /μg

代入数据得t =0.4 s

10. 解析:虽然小球、细绳及圆环在运动过程中合外力不为零(杆的支持力与两圆环及小球的重力之和不相等)系统动量不守恒,但是系统在水平方向不受外力,因而水平动量守恒。设细绳与AB 成θ角时小球的水平速度为v ,圆环的水平速度为V ,则由水平动量守恒有:

MV =mv

且在任意时刻或位置V 与v 均满足这一关系,加之时间相同,公式中的V 和v 可分别用其水平位移替代,则上式可写为:Md =m [(L -L cos θ)-d ]

解得圆环移动的距离: d =mL (1-cos θ)/(M +m )

11. 解析:本题的关键是正确选择系统,甲与箱子作为一个系统,在甲推箱子过程中,在水平方向不受外力,只有相互作用的内力;箱子与乙作为一个系统,在乙接到箱子的过程中,也只有内力,不受外力作用;将甲、箱子、乙作为一个系统,该系统动量也守恒。另一个关键点是甲、乙两小孩不相碰的临界条件是:甲推出箱子后与乙接到箱子后的速度相等。

甲与箱子系统动量守恒,以甲与箱子原运动方向为正方向(M +m )V 0=MV 1+mV

乙与箱子的动量也守恒(mV —MV 0)=(m +M )V 2

要使两小孩不相碰,需满足条件V 1=V 2,解得V =5.2m/s

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