高三物理动量和机械能综合练习题

高三物理动量和机械能综合练习题

一、选择题

1、对于做匀速圆周运动的物体，下面说法中正确的答案是〔 〕 A．动量在改变，动能也在改变 B．动量改变，动能不变 C．动量不变，动能改变 D．动能、动量都不变

2、放在水平地面上的物体质量为m，用一水平恒力F推物体，持续作用t s，物体始终处于静止状态，那么在这段时间内 〔 〕

A．F对物体的冲量为零 B．重力对物体的冲量为零 C．合力对物体的冲量为零 D．摩擦力对物体的冲量为零 3、关于动量与动能，如下说法中正确的答案是 〔 〕 A．一个物体动量越大时，动能越大

B．动量相等的物体，如果质量相等，那么它们的动能也相等 C．动能相等的物体，如果质量相等那么它们的动量也一样 D．动能越大的物体，动量也越大

4、如下列图，质量为m的物体放在光滑的水平面上，与水平方向成θ角的恒力F作用在物体上一段时间(作用过程中物体未离开水平面)，如此在此过程中〔 〕 F

A．力F对物体做的功大于物体动能的变化

 B．力F对物体做的功等于物体动能的变化 m C．力F对物体的冲量大小大于物体动量大小的变化 D．力F对物体的冲量等于物体动量的变化

5、物体在恒定的合力F作用下做直线运动，在时间△t1内速度由0增大到v，在时间△t2内速度由v增大到2v.设F在△t1做的功为W1，冲量为I1；在△t2做的功为W2，冲量为I2.那么〔 〕 A. I1< I2 ， W1= W2 B. I1< I2 ，W1< W2 C. I1=I2 ， W1= W2 D. I1=I2 ，W16、如下列图，一轻质弹簧固定在墙上，一个质量为m的木块以速度v0从右侧沿光滑水平面向左运动并与弹簧发生相互作用。设相互作用的过程中弹簧始终在弹性限度范围内，那么，在整个相互作用的过程中弹簧对木块冲量I的大小和弹簧对木块做的功W分别是〔 〕

2

A．I=0，W=mv0

2

B．I=mv0，W=mv0/2 C．I=2mv0，W=0

2

D．I=2mv0，W=mv0/2

7、竖直轻弹簧下端固定在水平面上，质量为m的小球，从轻弹簧的正上方某一高处自由落下，并将弹簧压缩，直到小球的速度变为零的过程中，有〔 〕

A.小球的动能和重力势能的总和越来越小，小球的动能和弹性势能的总和越来越大 B.小球的动能和重力势能的总和越来越小，小球的动能和弹性势能的总和越来越小 C.小球的动能和重力势能的总和越来越大，小球的动能和弹性势能的总和越来越大 D.小球的动能和重力势能的总和越来越大，小球的动能和弹性势能的总和越来越小 8、在光滑的水平面上沿同一直线运动的两物体，动量一样，如下说法正确的答案是〔 〕 A．因为它们动量一样，所以不能发生碰撞 B．因为它们动量一样，所以相碰后都静止

C．可能发生碰撞，但碰撞后它们的动量不可能仍一样 D．假设发生碰撞，它们的动量改变量大小必相等

9、斜面小车的质量为M，高为h，一个质量为m的物块从小车的顶点滑下，物块滑离斜面小车底端时的速度设为v1，不计一切摩擦，如下说法正确的答案是〔 〕

1 / 7

word

A．物块滑离小车时的速度v1=2gh

m B．物块滑离小车时的速度v1<2gh

h M C．物块滑离小车时小车的速度v2=mv1/M D．物块滑离小车时小车的速度v211、如下列图，在光滑的水平面上，物体B静止，在物体B上固定一个轻弹簧。物体A以某一速度沿水平方向向右运动，通过弹簧与物体B发生作用.两物体的质量相等，作用过程中，弹簧获得的最大弹性势能为EP.现将B的质量加倍，物体A以另一个速度沿水平方向向右运动，通过弹簧与物体B发生作用，弹簧获得的最大弹性势能仍为EP.如此在物体A开始接触弹簧到弹簧具有最大弹性势能的过程中，第一次和第二次相比 A.物体A的初动能之比为2∶1

v0

B.物体A的初动能之比为4∶3

A C.物体A损失的动能之比为1∶1 B D.物体A损失的动能之比为27∶32

12、如下列图，一质量M=3.0kg的长方形木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一个质量m=1.0kg的小木块A。现以地面为参照系，给A和B以大小均为4.0m/s，方向相反的初速度，使A开始向左运动，B开始向右运动，但最后A并没有滑离B板。站在地面的观察者看到在一段时间内小木块A正在做加速运动，如此在这段时间内的某时刻木板对地面的速度大小可能是〔 〕

v B A．1.8m/s B．2.4m/s

C．2.6m/s D．3.0m/s 二、填空题

13、质量为5 g和10 g的两个小球，如果它们的动量相等，它们的动能之比是；如果 它们的动能相等，它们的动量之比是．

14、输出功率保持10KW的起重机从静止开始起吊500kg的货物，当升高到2m时速度达到最大， 如此货物的最大速度是m/s，这一过程所经历的时间是s〔取重力加速度

2

g=10m/s〕.

v A 15、一个质量为m=50g的小球，以v1=6m/s的水平向右的速度垂直打在墙上距地面h=4.9m高处，反弹后落在离墙角s=4m远处，球反弹前后动量变化的大小是______________kgm/s，动量变化的方向是____________。

A B 16、如下列图，物体B静止在光滑水平面上，一轻弹簧水平固定在B的左端。另有一个物体A在同一水平面上以速度v0正撞

弹簧的左端。A物体的质量是B的二分之一，从A与弹簧接触开始到弹簧压缩到最短为止，物体A受冲量大小是 N﹒s，方向是；物体B的速度大小是m/s，方 向是。 三、实验题 17、在“验证机械能守恒定律〞的实验中，打点计时器接在电压为6V、频率为50Hz的交流电源上，自由下落的重物质量为1kg，一条理想的

2

纸带，数据如下列图，单位是cm，g取9.8m/s，O、A之间有几个计数点没画出.

2 / 7

word

⑴打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB=. ⑵从起点O到打下计数点B的过程中，重力势能的减少量△EP=，此过程中物体动能的增量△EK=.

22

⑶如果以v/2为纵轴，以下降高度h为横轴，根据多组数据给出v/2－h的图像，这个图像应该是，且图像上任意两点的纵坐标之差与横坐标之差的比等于.

18、某同学用如下列图的装置做验证动量守恒定律实验．先让a球从斜槽轨道上某固定点由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止，让a球仍从原固定点由静止开始滚下，和b球相碰后两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次．

〔1〕本实验必须测量的物理量有以下哪些；A.斜槽轨道末端到水平地面的高度H；B．小球a、b的质量分别为ma、mb；C．小球a、b的半径r；D．小球a、b在离开斜槽轨道末端后平抛

飞行的时间；E．记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC； F．a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平局部间的高度差h．答：． 〔2〕小球a、b的质量应该满足关系

〔3〕放上被碰小球后两小球碰后是否同时落地？

如果不是同时落地对实验结果有没有影响？为什么？

这时小球a、b的落地点依次是图中水平面上的点和点. 〔4〕按照本实验方法，验证动量守恒的验证式是. 四、计算题

19、篮球运动是一项同学们喜欢的体育运动，为了检测篮球的性能，某同学屡次让一篮球从h1=1.8m处自由下落，测出篮球从开始下落至第一次反弹到最高点所用时间为t=1.3s，该篮球

2

第一次反弹从离开地面至最高点所用时间为0.5s，篮球的质量为m=0.6kg，g取10m/s.求篮球对地面的平均作用力(不计空气阻力).

20、一个质量m=0.20kg的小球系于轻质弹簧的一端，且套在光滑竖立的圆环上的B点，弹簧的上端固定于环的最高点A，环的半径R=0.50m，弹簧的原长L0=0.50m，劲度系数为4.8N/m，如下列图.假设小球从图中所示位置B点由静止开始滑到最低点C时，弹簧的弹性

2

势能E=0.60J.取重力加速度g=10m/s,求： A (1)小球到C点时的速度vC的大小.

B (2)小球在C点时对环的作用力大小和方向. R 0

O

C

21、如下列图，质量为1kg的小物块以5m/s的初速度滑上一块原来静止在水平面上的木板，木板质量为4kg，木板与水平面间的动摩擦因数为0.02，经时间2s后，小物块从木板另一端以

3 / 7

v0 60 word 1m/s相对于地的速度滑出，g=10m/s，求这一过程中木板的位移和系统在此过程中因摩擦增加的内能.

22、如下列图，在小车的一端高h的支架上固定着一个半径为R的1/4圆弧光滑导轨，一质量为m=0.2kg的物体从圆弧的顶端无摩擦地滑下，离开圆弧后刚好从车的另一端擦过落到水平地面，车的质量M=2kg，车身长L=0.22m，车与水平地面间摩擦不计，图中h =0.20m，重力加速

2

度g=10m/s，求R.

23、如图，质量为m1的物体A经一轻质弹簧与下方地面上的质量为m2的物体B相连，弹簧的劲度系数为k，A、B都处于静止状态.一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮，一端连物体A，另一端连轻挂钩.开始时各段绳都处于伸直状态，A上方的一段绳沿竖直方向.现在挂钩上挂一质量为m3的物体C并从静止状态释放，它恰好能使B离开地面但不继续上升.假设将C换成另一质量为(m1+m3)的物体D，仍从上述初始位置由静止状态释放，如此这次B刚离地时D的速度的大小是多少？重力加速度为g.

A m1

k

B m2 24、一质量M=2.00kg的长木板B静止在光滑的水平面上，B的右端与竖直挡板的距离为S=0.50m.一个质量为m=1.00kg的小物体A以初速度v0=6.00m/s从B的左端水平滑上B，当B与竖直挡板每次碰撞时，A都没有到达B的右端.

设定物体A可视为质点，A、B间的动摩擦因数μ=0.20，B与竖直挡板碰撞时间极短且碰撞过程

2

中无机械能损失，g取10m/s.求:

(1)B与竖直挡板第一次碰撞前的瞬间，A、B的速度值各是多少？ (2)最后要使A不从B上滑下，木板B的长度至少是多少？v0 A B (最后结果保存三位有效数字.)

S

参

一、选择题

1、B 2、C 3、AB 4、BC 5、D 6、C 7、A 8、D 9、BD 10、11、B 12、BC

2

4 / 7

word 二、填空题 13、2:1；1:三、实验题

17、〔1〕0.98m/s ；〔2〕0.49J，0.48J ；〔3〕过原点的直线，9.8m/s

18、〔1〕B E；〔2〕ma>mb ；(3) 是，有影响，槽口末端切线不水平或a、b不等高.A、C；〔4〕ma·OB=ma·OA+mb·OC 四、计算题

19、解:篮球从h1处下落的时间为t1，触地时速度大小为v1，弹起时速度大小为v2. 如此t12

2 14、2m/s，1.1s 15、0.5；向左 16、

2h121.8s0.6s① g10v12gh12101.8m/s6m/s②

球弹起的速度大小v2球与地面作用时间tgt2100.5m/s5m/s③ tt1t20.2s④

球触地过程中取向上为正方向，根据动量定理有:

(Fmg)tmv2(mv1)⑤

即 Fmgm(v1v2)，代入数据得F39N.

t根据牛顿第三定律，球对地面的平均作用力方向竖直向下，大小为39N.

20、解:(1)小球在运动过程中受重力，环对它的弹力和弹簧对它的弹力作用，机械能守恒， 设C点为重力势能零点 mgCD12mvCEP① 2A R D 60 0CDRRcos②

由①②得vC=3m/s

(2)小球在C点时受重力、弹簧弹力和环对它的作用力，受力 如下列图，小球在C点所受合外力等于向心力:

2vCNFmgmRB O N F mg C ③

F=kx ④ x=R ⑤

由③④⑤得N=3.2N

21、解:对小木块由动量定理得: μ1mgt = mv0 - mv1① 对木板由动量定理得: μ1mgt –μ2(M+m)gt = Mv② 由以上两式得: μ2(M+m)gt = mv0 - mv1 - Mv③

解得v=0.5m/s ④ 此过程中木板做匀加速运动，所以有s由能量守恒得:Q =

vt0.5m⑤ 212121mv0mv1Mv2=11.5J ⑥ 2225 / 7

word 22、解:物体从圆弧的顶端无摩擦地滑到圆弧的底端过程中，水平方向没有外力.设物体滑到圆弧的底端时车速度为v1，物体速度为v2

对物体与车，由动量与机械能守恒得

0=Mv1-mv2 mgR=1212Mv1+m v2 22物体滑到圆弧底端后车向右做匀速直线运动，物体向左做平抛运动，所以有

h=12 gt 2L=〔v1+v2〕t

由以上各式带入数据解得 R=0.055m

23、解:开始时，A、B静止，设弹簧压缩量为x1，有

kx1=m1g①

挂C并释放后，C向下运动，A向上运动，设B刚要离地 时弹簧伸长量为x2，有

kx2=m2g②

B不再上升，表示此时A和C的速度为零，C已降到最低点.

由机械能守恒，与初始状态相比，弹簧弹性势能的增加量为

A m1 k B m2 Em3g(x1x2)m1g(x1x2)③

C换成D后，当B刚离地时弹簧势能的增量与第一次一样，由能量关系得

11(m3m1)v2m1v2(m3m1)g(x1x2)m1g(x1x2)E④ 22由③④式得

1(2m1m3)v2m1g(x1x2)⑤ 2由①②⑤式得

v

2m1(m1m2)g2(2m1m3)k

24、解:(1)设A、B达到共同速度为v1时，B向右运动距离为S1 由动量守恒定律有 mv0由动能定理有 mgS1联立解得 S1=2m

由于S=0.5m<2m，可知B与挡板碰撞时，A、B还未达到共同速度.设B与挡板碰撞前瞬间A的速度为vA，B的速度为vB，如此

由动量守恒定律有 mv0由动能定理有 mgS(Mm)v1

1Mv12 2mvAMvB

12MvB 2联立解得 vA=4m/s、 vB=1m/s

(2)B与挡板第一次碰后向左减速运动，当B速度减为零时，B向左运动的距离设为SB，由动能定理有

6 / 7

word mgSB12 MvB2由上式解得 SB=0.5m

在A的作用下B再次反向向右运动，设当A、B向右运动达到共同速度v2时B向右运动距离为S2，由动量守恒定律有 mvAMvB(Mm)v2

12 Mv2222解得 v2m/s、S2mSB

392故A、B以共同速度m/s向右运动，B第二次与挡板碰撞后，以原速率反弹向左运动.此后由于系统的总动

3由动能定理有 mgS2量向左，故最后A、B将以共同速度v3向左匀速运动. 由动量守恒定律有 (M-m)v2=(M+m)v3 解得 v3122m/s 912设A在B上运动的总路程为L(即木板B的最小长度)，由系统功能关系得:

22 mgLmv0(Mm)v3代入数据解得 L=8.96m

7 / 7