《动量、机械能》综合运用检测题

一、选择题

1．有一种硬气功表演，表演者平卧地面，将一大石板置于他的身体上，另一人将重锤举到高处并砸向石板，假设重锤与石板撞击后二者具有相同的速度，石板被砸碎，而表演者却安然无恙,但表演者在表演时总是尽量挑选质量较大的石板。对这一现象，下列说法中正确的是（ ）

A．重锤在与石板撞击过程中，重锤与石板的总机械能守恒。

B．石板的质量越大，石板获得的速度就越小。

C．石板的质量越大，石板所受到的打击力就越小。

D．石板的质量越大，石板获得的动量就越小。

2．一个质量为0.3kg的弹性小球，在光滑水平面上以6m/s的速度垂直撞到墙上，碰撞后小球沿相反方向运动，反弹后速度大小与碰撞前相同。则碰撞前后小球速度变化量的大小Δv和碰撞过程中墙对小球做功的大小W为 （ ）

A．Δv=0。 B．Δv=12m/s。

C．W=0。D．W=10.8J。

3．在质量为M的小车中挂着一个单摆，摆球的质量为m0，小车(和单摆)以恒定的速度u沿光滑的水平面运动，与位于正对面的质量为m的静止木块发生碰撞，碰撞时间极短，在此碰撞过程中，下列哪些说法是不可能发生的( )

A．小车、木块、摆球的速度都发生变化，分别变为v1、v2、v3，满足：

(M+m0)u=Mv1+mv2+m0v3

B．摆球的速度不变，小车和木块的速度变为v1和v2，满足：Mu=Mv1+mv2

C．摆球的速度不变，小车和木块的速度都变为v，满足：Mu=(M+m)v

D．小车和摆球的速度都变为v1，木块的速度变为v2，满足：

(M+m0)u=(M+m0)v1+mv2

4．如图1所示，放在水平地面上的滑块A在水平推力F作用下沿F作用方向匀速滑动。某时刻起，力F逐渐减小，但方向不变，则滑块在力F减为零前，以下说法正确的是（ ）

A．速度逐渐减小。

B．加速度逐渐减小。

C．力F的冲量一定小于摩擦力的冲量。

D．力F的冲量等于物体动量的变化量。

5．如图2所示，斜劈M放在光滑水平面上，物块m放在斜劈上，M、m之间无摩擦，现将系统由静止释放，则下列说法正确的是（ ）

A．M、m间的弹力与斜面不垂直。

B．M对m的弹力对m不做功。

C．下滑的过程中系统的机械能守恒。

D．下滑的过程中系统的动量守恒。

6．节日燃放礼花弹时，要先将礼花弹放入一个竖直的炮筒中，然后点燃礼花弹的发射部分，通过火药剧烈燃烧产生的高压燃气，将礼花弹由炮筒底部射向空中．若礼花弹在炮筒底部击发至炮筒口的过程中，克服重力做功W1克服炮筒阻力及空气阻力做功W2高压燃气对礼花弹做功W3则礼花弹在炮筒内运动的过程中(设礼花弹发射过程中质量不变) （ ）

A．礼花弹的动能变化量为W3+W2+W1。

B．礼花弹的动能变化量为W3-W2-W1。

C．礼花弹的机械能变化量为W3-W1。

D．礼花弹的机械能变化量为W3-W2-W1。

7．如图3所示,物体P沿Q的斜面匀速下滑， 斜面体Q始终静止在水平桌面上，在P从斜面顶端滑到底端的过程中，下面哪些说法正确? （ ）

A．重力对P做的功与P克服摩擦阻力做的功相等。

B．重力对P的冲量与摩擦阻力对P的冲量大小相等。

C．P对Q的压力的冲量方向垂直于斜面向下。

D．P对Q的压力的冲量为零。

8．质量为m的小球A以水平初速v0与原来静止在光滑水平面上的质量为4m的小球B发生正碰。已知碰撞过程中A球的动能减少了75%，则碰撞后B球的动能是( )

A.38mv20。

B.18mv20。

C.116mv20。D. 132mv20。

9．如图4甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别为m1和m2的两物块A、B相连接，并静止在光滑的水平面上。现使A瞬时获得水平向右的速度3m/s，以此刻为计时起点，两物块的速度随时间变化的规律如图4乙所示，从图象信息可得（ ）

A．在t1、t3时刻两物块达到共同速度1m/s，且弹簧都是处于压缩状态。

B．从t3到t4时刻弹簧由压缩状态恢复到原长。

C．两物体的质量之比为m1∶m2 = 1∶2。

D．在t2时刻A与B的动能之比为Ek1∶Ek2 =1∶8。

10．利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小，实验时，把图5甲中的小球举高到绳子的悬点O处，然后让小球自由下落。用这种方法获得的弹性绳的拉力随时间变化图线如图5乙所示。根据图线所提供的信息，以下判断正确的是（ ）

A．t1、t2时刻小球速度最大。

B．t2、t5时刻小球的动能最小。

C．t3与t4时刻小球动量可能相同。

D．小球在运动过程机械能守恒。

11．斜面木块P原来静止在光滑的水平桌面上，另一个小木块Q从木块P的顶端由静止开始沿光滑的斜面下滑．当小木块Q滑到木块P的底部时，木块P向右移动了一段距离，且具有水平向右的速度v，如图6所示．下面说法中正确的是( )

A．木块P、Q组成的系统动量守恒。

B．重力对小木块Q做的功等于小木块Q的动能的增加。

C．小木块Q减少的重力势能等于木块P增加的动能。

D．小木块Q减少的机械能等于木块P增加的动能。

二、填空题

12．如图7所示的装置中，木块B与水平桌面间的接触是光滑的，子弹沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短，现将子弹、木块和弹簧合在一起为研究对象，则此系统在子弹开始射入木块到弹簧被压缩至最短的过程，动量_____；机械能______（填“守恒”或“不守恒”）

13．以初速度v0竖直上抛一个质量m=0.1kg的物体，当它返回出发点时速度大小成了34v0，则运动过程中所受空气的阻力为____。(取g=10m／s2)

14．如图8所示，ABC是光滑轨道，其中BC部分是半径为R的竖直放置的半圆，一质量为M的小木块放在轨道水平部分，木块被水平飞来的质量为m的子弹射中，并滞留在木块中，若被击中后的木块沿轨道滑到最高点C，已知木块对C点的压力大小为（M+m）g，则子弹在射入木块前瞬间速度的大小为______。

三、实验题

15．用如图9所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种，重锤从高处由静止开始落下，重锤拖着纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能定恒定律。

①下面列举了该实验的几个操作步骤：

A．按照图示的装置安装器件；

B．将打点计时器接到电源的直流输出端上；

C．用天平测量出重锤的质量；

D．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；

E．测量打出的纸带上某些点之间的距离；

F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能．

指出其中没有必要进行的步骤是_____；操作不恰当的步骤是_____。

②利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值．如图10所示，根据打出的纸带，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点O的距离为s0，点A、C间的距离为s1，点C、E间的距离为s2，使用交流电的频率为f，则根据这些条件计算重锤下落的加速度a的表达式：a=_________。

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③在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减少的重力势能总是大于重锤动能的增加，其原因主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用，可以通过该实验装置测定该阻力的大小．若已知当地重力加速度公认的较准确的值为g，还需要测量的物理量是______。试用这些物理量和纸带上的测量数据表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小为F=______。

16．某同学在“验证动量守恒定律”的实验中，测得两小钢球的平均落点与O点的距离如图11所示，实验中已测得入射小钢球的质量为m1，若碰撞过程中动量守恒，则被碰小钢球的质量m2=______。

四、计算题

17．质量为500g的足球，以l0m/s的水平速度向运动员滚去，被运动员以20m/s的速度反向踢出，设脚与球作用的时间为0.02s，则：

(1)足球受到的冲量为多大?

(2)脚对足球的平均作用力为多大?

(3) 脚对足球做的功为多大?

18．在光滑水平面上有一个静止的质量为M的木块，一颗质量为m的子弹以初速v0水平射入木块，且陷入木块的最大深度为d。设冲击过程中木块的运动位移为s，子弹所受阻力恒定。试证明：s

19．在水平冰面上兄弟俩做推车游戏，兄长质量为m1，弟弟质量为m2，小车质量为m。开始时兄长与小车静止在同一地点，弟弟静止在另一地点。兄长将小车朝着弟弟推出去，小车被推出后与兄长的相对速度大小为u。弟弟接到小车后又将小车推向兄长，小车推出后与弟弟的相对速度大小仍为u，如此继续下去。设兄长、弟弟、小车与冰面间均无摩擦，冰面足够大。

（1）若某次弟弟推出的小车恰好追不上兄长，试求兄、弟和小车此时各自的运动速率。

（2）若无论u取何非零值，弟弟第一次推出去的小车就恰好追不上兄长，请给出m1、m2、m之间需满足的关系式。20．对于两物体碰撞前后速度在同一直线上，且无机械能损失的碰撞过程，可以简化为如下模型：A、B两物于光滑水平面上，仅限于沿同一直线运动。设它们之间的距离大于等于某一定值d时相互作用力为零; 当它们之间的距离小于d时，存在大小恒为F的斥力。

设A物体质量m1=1.0kg，开始时静止在直线上某点；B物体质量m2=3.0kg，以速度v0从远处沿该直线向A运动，如图12所示。若d=0.10m，F=0.60N，v0=0.20m/s，求：

（1）相互作用过程中A、B加速度的大小；

（2）从开始相互作用到A、B间的距离最小时，系统（物体组）动能的减少量；

（3）A、B间的最小距离。

21．如图13所示是一块质量M=0.6kg的带14光滑园弧轨道的木板，园弧轨道的半径R=0.1m，水平部分是粗糙的，长L=0.3m。开始时，木板静止在光滑的水平面上，木板右端放一个质量m=0.2kg的小物体，物体与木板之间的动摩擦因数μ=0.2。在距离木板M的左端S处有一质量m0=0.2kg的木块，木块在F=16N的恒力作用下由静止开始向M运动并与之碰撞（碰撞时立即撤去F），碰后粘在一起运动。经过一段时间，小物体m恰好能够运动到弧形轨道的最高点。问开始时木块m0距木板M的距离S多大？

22．质量为M=0.6kg的平板小车静止在光滑的水平面上，如图14所示。当t=0时，两个质量都是m=0.2kg的小物体A和B，分别从左端和右端以水平速度v1=5.0m/s和v2=2.0m/s冲上小车, 当它们相对于车停止滑动时, 没有相碰，已知A、B与车面的动摩擦因数都是0.20, g取10m/s2。

(1)求A、B在车上都停止滑动时车的速度。

(2)车的长度至少是多少?

(3)在图15中所给的坐标系中画出0至4.0s内小车运动的速度-时间图象。

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。

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