1、一、单项选择题1质量为M的木块在光滑的水平面上以速度v1向右运动,质量为m的子弹以速度v2水平向左射入木块,要使木块停下来,必须发射子弹的数目为(子弹留在木块内)()A. B.C. D.解析:选C.设须发射数目为n,以v1为正方向,由动量守恒定律,得Mv1nmv20,所以n,故选C.2如图所示,甲木块的质量为m1,以v的速度沿光滑水平地面向前运动,正前方有一静止的、质量为m2的乙木块,乙上连有一轻质弹簧甲木块与弹簧接触后()A甲木块的动量守恒B乙木块的动量守恒C甲、乙两木块所组成系统的动量守恒D甲、乙两木块所组成系统的动能守恒解析:选C.两木块在光滑水平地面上相碰,且中间有弹簧,则碰撞过程系统
2、的动量守恒,机械能也守恒,故选项A、B错误,选项C正确甲、乙两木块碰撞前、后动能总量不变,但碰撞过程中有弹性势能,故动能不守恒,只是机械能守恒,选项D错误3.如图所示,一个木箱原来静止在光滑水平面上,木箱内粗糙的底板上放着一个小木块木箱和小木块都具有一定的质量现使木箱获得一个向右的初速度v0,则()A小木块和木箱最终都将静止B小木块最终将相对木箱静止,二者一起向右运动C小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞,而木箱一直向右运动D如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止,则二者将一起向左运动解析:选B.因系统受合外力为零,根据系统动量守恒可知最终两个物体以相同的速度一起向右运动,故B正确4质量为M的
3、小车在光滑的水平地面上以速度v0匀速向右运动,当车中的沙子从底部的漏斗中不断流下时,小车的速度将()A减小 B不变C增大 D无法确定解析:选B.本题中小车与沙子组成的系统仅在水平方向上动量守恒因沙子从车上漏出前在水平方向有速度为v0,故沙子漏出后做平抛运动,水平方向的速度为v0.由动量守恒定律得,小车的速度仍为v0,即不变5.如图所示,光滑水平面上有质量均为m的物块A和B,B上固定一轻弹簧B静止,A以速度v0水平向右运动,通过弹簧与B发生作用作用过程中,弹簧获得的最大弹性势能Ep为()A.mv B.mvC.mv D.mv解析:选C.A、B速度相等时弹簧的弹性势能最大,这时设A、B的速度为v,由
4、动量守恒mv02mv,弹性势能的最大值Epmv2mv2mv.6.如图所示,小球A和小球B质量相同,球B置于光滑水平面上,球A从高为h处由静止摆下,到达最低点恰好与B相撞,并粘合在一起继续摆动,它们能上升的最大高度是()Ah B.hC.h D.h解析:选C.对A由机械能守恒mghmv2,得v .对碰撞过程由动量守恒mv2mv,得v.设碰撞后A、B整体上摆的最大高度为h,则2mgh2mv2,解得h,C正确二、双项选择题7在光滑水平面上,两球沿球心连线以相等速率相向而行,下列现象可能的是()A若两球质量相等,碰后以某一相等速率互相分开B若两球质量相等,碰后以某一相等速率同向而行C若两球质量不同,碰后
5、以某一相等速率互相分开D若两球质量不同,碰后以某一相等速率同向而行解析:选AD.碰撞过程动量守恒,若碰撞是弹性碰撞,A正确;若碰撞后粘在一起,会以相同速率运动,D正确8矩形滑块由不同材料的上、下两层粘合在一起组成,将其放在光滑的水平面上,质量为m的子弹以速度v水平射向滑块,若射击下层,子弹刚好不射出,若射击上层,则子弹刚好能射穿一半厚度,如图所示上述两种情况相比较()A子弹对滑块做功一样多B子弹对滑块做功不一样多C系统产生的热量一样多D系统产生的热量不一样多解析:选AC.由于都没有射出滑块,因此根据动量守恒,两种情况滑块最后的速度是一样的,即子弹对滑块做功一样多,再根据能量守恒,损失的机械能也
6、一样多,故系统产生的热量一样多,选项A、C正确9质量为1 kg的小球A以8 m/s的速率沿光滑水平面运动,与质量为3 kg的静止小球B发生正碰后,A、B两小球的速率vA和vB可能为()AvA5 m/s BvA3 m/sCvB2 m/s DvB6 m/s解析:选BC.若A、B发生完全非弹性碰撞,则vAvB2 m/s;若A、B发生完全弹性碰撞,则可解得vA4 m/s,vB4 m/s.可见实际速率vA介于2 m/s4 m/s之间,vB介于2 m/s4 m/s之间10.如图所示,A、B两物体质量相等,B上连有一轻质弹簧,且静止在光滑的水平面上,当A以速度v通过弹簧与B正碰时,则()A当弹簧压缩量最大时
7、,A的动能恰为零B当弹簧压缩量最大时,弹簧具有的弹性势能等于物体A碰撞前动能的一半C碰后A离开弹簧,A被弹回向左运动,B向右运动D碰后A离开弹簧,A静止,B以速度v向右运动解析:选BD.物体A先向右做匀速运动,直到与弹簧接触开始压缩弹簧,此后A向右做加速度增大的减速运动,B向右做加速度增大的加速运动,当A、B速度相同时,弹簧有最大的压缩量,A选项错误;A、B相互作用过程满足动量守恒,当A、B速度相等时,有关系式mv2mv,弹簧具有的弹性势能Epmv22mv2mv2,B选项正确;设A离开弹簧时(此时弹簧弹性势能为零)A、B的速度分别为v1、v2,根据动量守恒和能量关系有mvmv1mv2,mv2m
8、vmv,解得v10,v2v,C选项错误,D选项正确三、非选择题11游乐场上,两位同学各驾着一辆碰碰车迎面相撞,此后,两车以共同的速度运动设甲同学和他的车的总质量为150 kg,碰撞前向右运动,速度的大小为4.5 m/s;乙同学和他的车的总质量为200 kg,碰撞前向左运动,速度的大小为3.7 m/s.求碰撞后两车共同的运动速度解析:本题的研究对象为两辆碰碰车(包括驾车的同学)组成的系统,在碰撞过程中此系统的内力远远大于所受的外力,外力可以忽略不计,满足动量守恒定律的适用条件设甲同学的车碰撞前的运动方向为正方向,他和车的总质量m1150 kg,碰撞前的速度v14.5 m/s;乙同学和车的总质量m
9、2200 kg,碰撞前的速度v23.7 m/s.设碰撞后两车的共同速度为v,则系统碰撞前的总动量为pm1v1m2v21504.5 kgm/s200(3.7) kgm/s65 kgm/s.碰撞后的总动量为p(m1m2)v,根据动量守恒定律可知pp,代入数据解得v0.186 m/s,即碰撞后两车以0.186 m/s的共同速度运动,运动方向向左答案:0.186 m/s,运动方向向左12.如图,光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块A、B、C.B的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计)设A以速度v0朝B运动,压缩弹簧;当A、 B速度相等时,B与C恰好相碰并粘接在一起,然后继续运动假设B和C碰撞过程
10、时间极短,求从A开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中,(1)整个系统损失的机械能;(2)弹簧被压缩到最短时的弹性势能解析:A、B碰撞时动量守恒、能量也守恒,而B、C相碰粘接在一块时,动量守恒系统产生的内能则为机械能的损失当A、B、C速度相等时,弹性势能最大(1)从A压缩弹簧到A与B具有相同速度v1时,对A、B与弹簧组成的系统,由动量守恒定律得mv02mv1此时B与C发生完全非弹性碰撞,设碰撞后的瞬时速度为v2,损失的机械能为E.对B、C组成的系统,由动量守恒定律和能量守恒定律得mv12mv2mvE(2m)v联立式得Emv.(2)由式可知v2v1,A将继续压缩弹簧,直至A、B、C三者速度相同,设此速度为v3,此时弹簧被压缩至最短,其弹性势能为Ep.由动量守恒定律和能量守恒定律得mv03mv3mvE(3m)vEp联立式得Epmv.答案:(1)mv(2)mv