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当前位置:首页 > 机械/制造/汽车 > 机械/模具设计 > 人教版高二物理选修3-5动量守恒定律的应用精选习题(含答案)
..人教版高二物理选修3-5《动量守恒定律的应用》精选习题一、解答题1.在光滑水平地面上放有一质量为M带光滑弧形槽的小车,—个质量为m的小铁块以速度v沿水平槽口滑去,如图所示,求:(1)铁块能滑至弧形槽内的最大高度H(设m不会从左端滑离M).(2)铁块到最大高度时,小车的速度大小.(3)当铁块从右端脱离小车时,铁块和小车的速度分别是多少?2.如图所示,在光滑的水平面上停放着一辆质量为2m平板车C,在车上的左端放有一质量为m的小木块B,在小车的左边紧靠着一个固定在竖直平面内、半径为r的14光滑圆形轨道,轨道底端的切线水平且与小车的上表面相平。现有一块质量也为m的小木块A从图中圆形轨道的23位置处由静止释放,然后,滑行到车上立即与小木块B发生碰撞,碰撞后两木块立即粘在一起向右在动摩擦因数为的平板车上滑行,并与固定在平板车上的水平轻质小弹簧发生作用而被弹回,最后两个木块又回到小车的最左端与车保持相对静止,重力加速度为g,求:(1)小木块A滑到轨道最点低时,对圆形轨道的压力;(2)A、B两小木块在平板车上滑行的总路程。..3.如图所示,LMN是竖直平面内固定的光滑绝缘轨道,MN水平且足够长,LM是四分之一个圆周,且其下端与MN相切.质量为m的带正电小球B静止在水平轨道上,质量为2m的带正电小球A从LM上距水平轨道高为h处由静止释放,在A球进入水平轨道之前,由于A、B两球相距较远,相互作用力可认为是零,A球进入水平轨道后,A、B两球间相互作用视为静电作用.带电小球均可视为质点.已知A、B两球始终没有接触.重力加速度为g.求:(1)A、B两球相距最近时,A球的速度v.(2)A、B两球系统的电势能最大值PE.(3)A、B两球最终的速度Av、Bv的大小.4.一轻质弹簧水平放置,一端固定在A点,另一端与质量为m的小物块P接触但不连接.AB是水平轨道,质量也为m的小物块Q静止在B点,B端与半径为l的光滑半圆轨道BCD相切,半圆的直径BD竖直,如图所示.物块P与AB间的动摩擦因数μ=0.5.初始时PB间距为4l,弹簧处于压缩状态.释放P,P开始运动,脱离弹簧后在B点与Q碰撞后粘在一起沿轨道运动,恰能经过最高点D,己知重力加速度g,求:(1)粘合体在B点的速度.(2)初始时弹簧的弹性势能...5.如图所示,水平放置的弹簧左端固定,小物块P(可视为质点)置于水平桌面上的A点,并与弹簧右端接触,此时弹簧处于原长.现用水平向左的推力将P缓慢地推至B点,此时弹簧的弹性势能为k21JE.撤去推力后,P沿桌面滑上一个停在光滑水平地面上的长木板Q上,己知P、Q的质量分别为2kgm、4kgM,A、B间的距离14mL,A距桌子边缘C的距离22mL,P与桌面及P与Q间的动摩擦因数都为0.1,g取210m/s,求:(1)要使P在长木板Q上不滑出去,长木板至少多长?(2)若长木板的长度为225m.,则P滑离木板时,P和Q的速度各为多大?..6.如图所示,在竖直面内有一个光滑弧形轨道,其末端水平,且与处于同一竖直面内光滑圆形轨道的最低端相切,并平滑连接.A、B两滑块(可视为质点)用轻细绳拴接在一起,在它们中间夹住一个被压缩的微小轻质弹簧.两滑块从弧形轨道上的某一高度由静止滑下,当两滑块刚滑入圆形轨道最低点时拴接两滑块的绳突然断开,弹簧迅速将两滑块弹开,其中前面的滑块A沿圆形轨道运动恰能通过轨道最高点.已知圆形轨道的半径0.50mR,滑块A的质量0.16kgAm.滑块B的质量0.04kgBm,两滑块开始下滑时距圆形轨道底端的高度0.80mh,重力加速度g取210m/s,空气阻力可忽略不计.求:(1)A、B两滑块一起运动到圆形轨道最低点时速度的大小.(2)滑块A被弹簧弹开时的速度大小.(3)弹簧在将两滑块弹开的过程中释放的弹性势能...7.如图所示,高1.6mH的赛台ABCDE固定于地面上,其上表面ABC光滑;质量1kgM、高0.8mh、长L的小车Q紧靠赛台右侧CD面(不粘连),放置于光滑水平地面上.质量1kgm的小物块P从赛台顶点A由静止释放,经过B点的小曲面无损失机械能的滑上BC水平面,再滑上小车的左端.已知小物块与小车上表面的动摩擦因数0.4,g取210m/s.(1)求小物块P滑上小车左端时的速度1v.(2)如果小物块没有从小车上滑脱,求小车最短长度0L.(3)若小车长1.2mL,在距离小车右端S处固定有车面等高的竖直挡板(见下图),小车碰上挡板后立即停止不动,讨论小物块在小车上运动过程中,克服摩擦力做功fW与S的关系...8.如图所示,质量均为m的物体B、C分别与轻质弹簧的两端相栓接,将它们放在倾角为30的光滑斜面上,静止时弹簧的形变量为0x.斜面底端有固定挡板D,物体C靠在挡板D上.将质量也为m的物体A从斜面上的某点由静止释放,A与B相碰.已知重力加速度为g,弹簧始终处于弹性限度内,不计空气阻力.求:(1)弹簧的劲度系数k;(2)若A与B相碰后粘连在一起开始做简谐运动,当A与B第一次运动到最高点时,C对挡板D的压力恰好为零,求C对挡板D压力的最大值.(3)若将A从另一位置由静止释放,A与B相碰后不粘连,但仍立即一起运动,且当B第一次运动到最高点时,C对挡板D的压力也恰好为零.已知A与B相碰后弹簧第一次恢复原长时B的速度大小为01.5vgx,求相碰后A第一次运动达到的最高点与开始静止释放点之间的距离...答案详细解析1.(1)202MvMmg(2)02mvMm(3)0【解析】(1)、(2)铁块滑至最高处时,有共同速度v,由动量守恒定律得0mvMmv①则:0mvvMm由能量守恒定律得:2201122mgHmvMmv,②由①②计算得出:202MvHMmg.(3)铁块从小车右端滑离小车时,小车的速度最大为1v,此时铁块速度为2v,由动量守恒定律得:012mvmvMv③由能量守恒定律得222012111222mvmvMv④,由③④计算得出:10mMvvMm,202mvvMm。2.(1)2mg(2)16r【解析】(1)木块A从轨道图中位置滑到最低点的过程中机械能守恒,由机械能守恒定律得:211602mgrcosmv在最低点时,对A由牛顿第二定律得:20vFmgmr解得:F=2mg根据牛顿第三定律可得木块对轨道的压力:2Fmg,负号表示方向竖直向下(2)在小木块A与B碰撞过程系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得:01mvmmv然后一起运动直到将弹簧压缩到最短的过程中系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得:022mvmmmv在这个过程中,由能量守恒定律得:221211222mmmvmmmvEQ对于从弹簧压缩到最短到两木块滑到小车左端的过程,由能量守恒定律得:2222112222mmmmvEmmmvQ..摩擦产生的热量:122Qmgx联立解得:16rx3.(1)223gh.(2)23mgh.(3)142,233ABvghvgh.【解析】(1)对A球下滑的过程,由动能定律得:201222mghmv解得02vgh当A、B相距最近时,两球速度相等,由动量守恒定律可得:022mvmmv,解得:022233vvgh(2)当A、B相距最近时,A、B两球系统的电势能最大,由能量守恒定律得:21222pmmghmmvE解得:23pmEmgh。(3)最终两球间距离足够远,两球系统的电势能可认为是零,由动量守恒定律可得:022ABmvmvmv.由能量守恒定律可得:222011122222ABmvmvmv.联立解得:011233Avvgh.044233Bvvgh4.(1)5gl.(2)12mgl.【解析】(1)物块P恰好能够到达D点时,由重力提供向心力,由牛顿第二定律有:mg=m2Dvl可得:vD=gl从B到D,由机械能守恒定律得:2mgl+12mvD2=12mvB2得:5Bvgl(2)P与Q碰撞的过程时间短,水平方向的动量守恒,选取向右为正方向,设碰撞前P的速度为v,则:mv=2mvBP从开始释放到到达Q的过程中,弹簧的弹力对P做正功,地面的摩擦力对P做负功,由功能关系得:2142PEmglmv联立得:EP=12mgl5.(1)3m(2)2m/s0.5m/s【解析】(1)小物块从B点运动到C点的过程中,根据能量守恒定律得:2p1212CEmvmgLL,计算得出:1223m/spCEmgLLVm,若小物块滑到木板右端时与长木板具有共同速度,所对应的长木板具有最小的长度Lm,系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得:CmvmMv,由能量守恒定律得:221122mCmgLmrmMv,计算得出:1m/sv,3mmL;..(2)设小物块滑离木板时,它们的速度分别为1v和2v,以向右为正方向,由动量守恒定律得:12cmvmvmv,由能量定律得:22212111222CmglmvmvMv,计算得:12m/sv,20.5m/sv(10v(舍去)21.5m/sv不合题意,舍去)因此小物块滑离木板时,它们的速度分别为:12m/sv,20.5m/sv.6.(1)4.0m/s.(2)5.0m/s.(3)0.40J.【解析】(1)设滑块A和B运动到圆形轨道最低点速度为0v,对滑块A和B下滑到圆形轨道和最低点的过程,根据动能定理,有2012ABABmmghmmv,解得04.0m/sv.(2)设滑块A恰能通过圆形轨道最高点时的速度大小为v,根据牛顿第二定律有2AAvmgmR.设滑块A在圆形轨道最低点被弹出时的速度为Av,对于滑块A从圆形轨道最低点运动到最高点的过程,根据机械能守恒定律,有2211222AAAAmvmgRmv,代入数据联立解得:5.0m/sAv.(3)对于弹簧将两滑块弹开的过程,A、B两滑块所组成的系统水平方向动量守恒,设滑块B被弹出时的速度为Bv,根据动量守恒定律,有0ABAABBmmvmvmv,解得0Bv.设弹簧将两滑块弹开的过程中释放的弹性势能为pE,对于弹开两滑块的过程,根据机械能守恒定律,有2201122ABpAAmmvEmv.解得:p0.40JE.7.(1)4m/s;(2)1m,6.8J,4.84sJ;(3)见解析【解析】试题分析:物块从P到A过程机械能守恒,应用机械能守恒定律可以求出速度.物块与小车系统动量守恒,应用动量守恒定律与能量守恒定律可以求出车的长度.根据S与小车位移的关系,应用动能定理求出摩擦力的功与S的关系.(1)由机械能守恒定律得:212BmgHhmv代入数据计算得出:4m/sBv,根据题意可以知道,小物块P滑上小车左端时的速度14m/sv;(2)取小车最短长度0L时,小物块刚好在小车右端共速为2v...以向右为正方向,由动量守恒定律得:12mvmMv;相对运动过程中系统的能量守恒,有:221201122mvmMvmgL;联立并代入已知数据计算得出:22m/sv,01mL;(3)设共速时小车位移1x,物块对地位移2x,分别对小车和物块由动能定理可以知道21212mgxmv,2222112mgxmvv,代入数据计算得出:10.5mx,21.5mx;①若1sx小物块将在小车上继续向右做初速度为22m/sv的匀减速运动,距离车尾位移为100.2mLLL,设减速到0位移为2L,则:22212mgLmv,可得:210.5LmL,则小物块在车上飞出去,21fWmgxL,代入数据计算得出:6.8JfW;②若1sx,小物块全程都受摩擦力作用,则fWmgLs,代入数据计算得出:4.84sJfW;8.(1)02mgx,(2)3mg,(3)06.5x.【解析】(1)物体B静止时,
本文标题:人教版高二物理选修3-5动量守恒定律的应用精选习题(含答案)
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