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第一章 碰撞与动量守恒
(时间:90分钟 满分:100分)
一、单项选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分)
1.小车上装有一桶水,静止在光滑水平地面上,如图1所示,桶的前、
后、底及侧面各装有一个阀门,分别为S1、S2、S3、S4(图中未画出),要使小车向前运动,可采用的方法是 ( )
A.打开阀门S1
B.打开阀门S2 图1
C.打开阀门S3
D.打开阀门S4
2.如图2所示,物体A、B静止在光滑水平面上,且mA>mB,现用大小相等的两个力F和F′
分别作用在A和B上,使A、B沿一条直线相向运动,然后又先后撤去这两个力,使这两个力对物体做的功相同,接着两物体碰撞并合为一体后,它们 ( ) 图2
A.可能停止运动
B.一定向右运动
C.可能向左运动
D.仍运动,但运动方向不能确定
3.如图3所示,小船静止于水面上,站在船尾的人不断将鱼抛向船
头的舱内,将一定质量的鱼抛完后,关于小船的速度和位移,下
列说法正确的是 ( ) 图3
A.向左运动,船向左移动了一些
B.小船静止,船向左移动了一些
C.小船静止,船向右移动了一些
D.小船静止,船不移动
4.两辆汽车的质量分别为m1和m2,已知m1>m2,沿水平方向同方向行驶且具有相等的动能,则此时两辆汽车的动量p1和p2的大小关系是 ( )
A.p1等于p2 B.p1小于p2
C.p1大于p2 D.无法比较
5.如图4所示,在光滑水平地面上放着两个物体,其间用一根不能伸长的细绳相连,开始时绳松弛、B静止,A具有4 kg·m/s的动量(令向右为正).在绳拉紧(可能拉断)的过程中,A、B动量的变化可能为( ) 图4
A.ΔpA=-4 kg·m/s,ΔpB=4 kg·m/s
B.ΔpA=2 kg·m/s,ΔpB=-2 kg·m/s
C.ΔpA=-2 kg·m/s,ΔpB=2 kg·m/s
D.ΔpA=ΔpB=2 kg·m/s
二、双项选择题(本题共5小题,每小题6分,共30分)
6.下列说法中正确的是 ( )
A.作用在物体上的合外力越大,物体动量的变化就越快
B.作用在物体上的合外力的冲量越大,物体动量的变化就越快
C.作用在物体上的冲量恒定时,物体的动量保持不变
D.动量的变化一定时,延长物体间的相互作用时间,可以减小物体间的相互作用力
7.如图5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 ( ) 图5
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
8.如图6所示,甲、乙两车的质量均为M,静置在光滑的水平面上,两
车相距为L.乙车上站立着一个质量为m的人,他通过一条轻绳拉甲
车,甲、乙两车最后相接触,以下说法正确的是 ( ) 图6
A.甲、乙两车运动中速度之比为
B.甲、乙两车运动中速度之比为
C.甲车移动的距离为L
D.乙车移动的距离为L
9.如图7甲所示,在光滑水平面上的两小球发生正碰,小球的质量分别为m1和m2.图乙为它们碰撞前后的s-t(位移—时间)图象.已知m1=0.1 kg.由此可以判断 ( )
图7
A.碰前m2静止,m1向右运动
B.碰后m2和m1都向右运动
C.m2=0.3 kg
D.碰撞过程中系统损失了0.4 J的机械能
10.如图8所示,质量相等的两个滑块位于光滑水平桌面上,其中弹簧两端分别与静止的滑块N和挡板P相连接,弹簧与挡板的质量均不计;滑块M以初速度v0向右运动,它与挡板P碰撞后粘连在一起,在以后的运动过程中 ( )
图8
A.M的速度等于0时,弹簧的长度最短
B.M的速度为v0/2时,弹簧的弹性势能最大
C.两滑块速度相同时,N的动量最大
D.弹簧的弹力对N做功最多为mv/2
三、实验题(本题共8分)
11.(8分)某同学用图9甲所示装置结合频闪照片来探究碰撞中的不变量.经过多次实验,该同学猜想碰撞前后物体的质量和速度的乘积之和是不变的.版权所有
图9
步骤1:用天平测出A、B两个小球的质量mA和mB,并且保证mA>mB;
步骤2:安装好实验装置,使斜槽的末端所在的平面保持水平;
步骤3:先不在斜槽的末端放小球B,让小球A从斜槽上某位置P由静止开始释放,小球离开斜槽后,用频闪照相记录下小球A两个时刻的位置(如图乙所示);
步骤4:将小球B放在斜槽的末端,让小球A从位置P处由静止开始释放,使它们碰撞,用频闪照相记录下两个小球在两个时刻的位置(如图丙所示);
步骤5:直接测量需要的物理量,根据测量得到的数据,验证自己的猜想.
请回答:
(1)在步骤5中,该同学需要在照片中直接测量的物理量有________;(选填“x0、y0、xA、yA、xB、yB”)21教育网
(2)用实验中测量的物理量来表示该同学的猜想结果:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
四、计算题(本题共3小题,共42分)
12.(12分)如图10所示,在高为h=5 m的平台右边缘上,放着一个质量M=3 kg的铁块,现有一质量为m=1 kg的钢球以v0=10 m/s的水平速度与铁块在极短的时间内发生正碰被反弹,落地点距离平台右边缘的水平距离为L=2 m,已知铁块与平台之间的动摩擦因数为0.5,求铁块在平台上滑行的距离s(不计空气阻力,铁块和钢球都看成质点,取g=10 m/s2).21cnjy.com
13.(14分)一质量为M的长木板,静止放在光滑的水平面上.一质量为m的小滑块以水平速度v0从长木板的一端开始滑动,直到离开长木板.滑块刚离开长木板时的速度为v0.若将此长木板固定在水平桌面上,其他条件相同,求滑块离开长木板时的速度v. 图1021·cn·jy·com
14.(16分)两质量均为2m的劈A和B,高度相同,放在光滑水平面上,A和B的倾斜面都是
光滑曲面,曲面下端与水平面相切,如图11所示,一质量为m的物块位于劈A的倾斜面上,距水平面的高度为h.物块从静止滑下,然后又滑上劈B,重力加速度为g,求:www.21-cn-jy.com
(1)物块第一次离开劈A时,劈A的速度; 图11
(2)物块在劈B上能够达到的最大高度.
答案
1.B 2.B 3.C 4.C 5.C 6.AD 7.CD 8.AD 9.AC 10.BD
11.(1)x0、xA、xB (2)mAx0=mAxA+mBxB
12.1.6 m
13.
14.(1) (2)h
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