格物学 力学动量守恒定律的应用

完全非弹性碰撞-动量守恒定律的应用知识点月考进阶选择题自测题解析-广西壮族自治区等高中物理,平均正确率48.0%

2025-06-25
完全非弹性碰撞-动量守恒定律的应用知识点月考进阶选择题自测题解析-广西壮族自治区等高中物理,平均正确率48.0%
1、['完全非弹性碰撞']

正确率60.0%质量为$${{3}{m}}$$,速度为$${{v}}$$的小车, 与质量为$${{2}{m}}$$的静止小车碰撞后连在一起运动,则两车碰撞后的总动量是(  )

C

A.$${\frac{3} {5}} m v$$

B.$${{2}{m}{v}}$$

C.$${{3}{m}{v}}$$

D.$${{5}{m}{v}}$$

2、['完全非弹性碰撞']

正确率60.0%如图所示,光滑水平面上,甲$${、}$$

C

A.$${{1}{:}{1}}$$

B.$${{1}{:}{2}}$$

C.$${{5}{:}{1}}$$

D.$${{5}{:}{3}}$$

3、['x-t图像斜率意义,及x-t图像求速度', 'x-t图像综合分析', '完全非弹性碰撞']

正确率40.0%质量分别为$${{m}_{1}}$$和$${{m}_{2}}$$的两个物体发生碰撞,碰撞前后的位移$${{—}{—}}$$时间图象如图所示。下列说法正确的是(

A

A.$${{m}_{1}{=}{{m}_{2}}}$$

B.碰撞前两物体的速度相同

C.碰撞过程中,两物体所受合力的冲量相同

D.碰撞后两物体一起做匀速直线运动

4、['利用机械能守恒解决简单问题', '完全非弹性碰撞']

正确率40.0%如图所示,半径为$${{R}}$$

B

A.$${{0}}$$

B.$${\sqrt {{g}{R}}}$$

C.$${\sqrt {{2}{g}{R}}}$$

D.$${{2}{\sqrt {{2}{g}{R}}}}$$

5、['完全非弹性碰撞', '动能定理的简单应用']

正确率40.0%如图所示,$${{A}{、}{B}}$$两个物体的质量分别为$${{m}_{A}}$$和$${{m}_{B}}$$,且$${{m}_{A}{>}{{m}_{B}}}$$,置于光滑的水平面上,相距较远,将两个大小均为$${{F}}$$的恒力,同时分别作用在$${{A}{、}{B}}$$两个物体上,经相同的距离后,撤去两个力,两物体发生碰撞并粘在一起后将

C

A.向右运动

B.停止运动

C.向左运动

D.不能确定

6、['动量与能量的其他综合应用', '动量守恒定律解决多物体、多过程、多次碰撞问题', '动量守恒定律应用中的临界问题分析', '用动量守恒定律分析弹簧类问题', '对弹性势能概念的理解', '完全非弹性碰撞', '弹簧类机械能转化问题']

正确率40.0%两物块$${{A}{、}{B}}$$用轻弹簧相连,质量均为$${{2}{k}{g}}$$,初始时弹簧处于原长,$${{A}{、}{B}}$$两物块都以$$v=6 m / s$$的速度在光滑的水平地面上运动,质量$${{4}{k}{g}}$$的物块$${{C}}$$静止在前方,如图所示,$${{B}}$$与$${{C}}$$碰撞后二者会粘在一起运动。则下列说法正确的是(

B

A.$${{B}{、}{C}}$$碰撞刚结束时$${{B}{C}}$$的共同速度为$${{3}}$$$${{m}{/}{s}}$$

B.弹簧的弹性势能最大时,物块$${{A}}$$的速度为$${{3}}$$$${{m}{/}{s}}$$

C.弹簧的弹性势能最大值为$${{3}{6}{J}}$$

D.弹簧再次恢复原长时$$A. ~ B. ~ C$$三物块速度相同

7、['竖直平面内的圆周运动', '完全非弹性碰撞', '动能定理的简单应用']

正确率40.0%如图所示,光滑圆形管道固定在竖直面内,直径略小于管道内径可视为质点的小球$${{A}{、}{B}}$$

A

A.$${\frac{m_{A}} {m_{B}}}=\sqrt{2}+1$$

B.$${\frac{m_{A}} {m_{B}}}=\sqrt{2}-1$$

C.$${\frac{m_{A}} {m_{B}}}=1$$

D.$${\frac{m_{A}} {m_{B}}}={\sqrt{2}}$$

8、['动量定理的内容及表达式', '完全非弹性碰撞']

正确率60.0%$${{A}{、}{B}}$$两滑块放在光滑的水平面上,$${{A}}$$受向右的水平力$${{F}_{A}{,}{B}}$$受向左的水平力$${{F}_{B}}$$作用而相向运动.已知$$m_{A}=2 m_{B}, \ F_{A}=2 F_{B}$$.经过相同的时间$${{t}}$$撤去外力$${{F}_{A}{、}{{F}_{B}}}$$,以后$${{A}{、}{B}}$$相碰合为一体,这时他们将(

C

A.停止运动

B.向左运动

C.向右运动

D.无法判断

9、['动量守恒定律解决多物体、多过程、多次碰撞问题', '用动量守恒定律分析滑块-木板模型', '完全非弹性碰撞']

正确率19.999999999999996%如图所示,滑块$${{A}{、}{C}}$$的质量分别为$${{3}{m}{、}{m}}$$,滑块$${{B}}$$的质量为$${{2}{m}}$$。开始时滑块$${{A}{、}{B}}$$分别以$${{v}_{1}{、}{{v}_{2}}}$$的速度沿光滑水平轨道向固定在右侧的挡板运动,现将滑块$${{C}}$$无初速度地放在滑块$${{A}}$$上,并与滑块$${{A}}$$粘合不再分开,此时滑块$${{A}}$$与$${{B}}$$相距较近,滑块$${{B}}$$与挡板碰撞后以原速率反弹,滑块$${{A}}$$与$${{B}}$$碰撞后又粘合在一起。为使滑块$${{B}}$$能与挡板碰撞两次,$${{v}_{1}{、}{{v}_{2}}}$$应满足(

B

A.$$v_{1} \leq\frac{1} {2} v_{2}$$

B.$$\frac2 3 v_{2} < v_{1} \leq\frac4 3 v_{2}$$

C.$$v_{1} > \frac{4} {3} v_{2}$$

D.$$v_{1} \leq\frac{3} {2} v_{2}$$

10、['动量与能量的其他综合应用', '对动量守恒条件的理解', '完全非弹性碰撞']

正确率80.0%

在光滑水平面上,有两个小球 $${{A}}$$ 、 $${{B}}$$ 沿同一直线同向运动, $${{B}}$$ 在前, $${{A}}$$ 在后。已知碰前两球的动量分别为 $$p_{A}=1 2 ~ k g \cdot m / s$$ 、 $$p_{B}=1 3 ~ k g \cdot m / s$$ ,碰撞前后,它们动量的变化分别为 $${{Δ}{{p}_{A}}}$$ 、 $${{Δ}{{p}_{B}}{.}}$$ 下列数值可能正确的是 $${{(}{)}}$$

A

A.$$\Delta p_{A}=-4 ~ k g \cdot m / s$$、$$\Delta p_{B}=4 ~ k g \cdot m / s$$

B.$$\Delta_{p A}=4 ~ k g \cdot m / s$$、$$\Delta p_{B}=-4 ~ k g \cdot m / s$$

C.$$\Delta p_{A}=-2 4 ~ k g \cdot m / s$$、$$\Delta p_{B}=2 4 ~ k g \cdot m / s$$

D.$$\Delta p_{A}=2 4 ~ k g \cdot m / s$$、$$\Delta p_{B}=-2 4 ~ k g \cdot m / s$$

以下是各题的详细解析: --- ### 1. 碰撞后的总动量

根据动量守恒定律,碰撞前的总动量等于碰撞后的总动量。碰撞前:

$$ p_{\text{初始}} = 3m \cdot v + 2m \cdot 0 = 3mv $$

碰撞后两车连在一起,总质量为 $$ 3m + 2m = 5m $$,设共同速度为 $$ v' $$,则:

$$ 3mv = 5mv' \Rightarrow v' = \frac{3}{5}v $$

碰撞后的总动量为:

$$ p_{\text{最终}} = 5m \cdot \frac{3}{5}v = 3mv $$

正确答案为 C

--- ### 2. 光滑水平面上的动量比

题目描述不完整,但根据选项和常见考点,可能是关于碰撞后动量的比值。假设题目问的是碰撞后动量之比,且系统动量守恒,则:

$$ p_{\text{甲}} : p_{\text{乙}} = 1 : 1 $$

正确答案为 A

--- ### 3. 位移-时间图象分析

从位移-时间图象可知:

- 碰撞前两物体斜率不同,速度不同(B错误)。

- 碰撞后两物体斜率相同,说明速度相同且一起运动(D正确)。

- 由动量守恒,若 $$ m_1 = m_2 $$,碰撞后速度交换或符合其他条件(A可能正确)。

- 冲量是矢量,两物体所受合力冲量方向相反(C错误)。

正确答案为 D

--- ### 4. 圆周运动的最小速度

小球在竖直面内做圆周运动,通过最高点的最小速度由重力提供向心力:

$$ mg = \frac{mv^2}{R} \Rightarrow v = \sqrt{gR} $$

正确答案为 B

--- ### 5. 碰撞后运动方向

两物体在恒力 $$ F $$ 作用下移动相同距离,动能相同:

$$ \frac{1}{2}m_A v_A^2 = \frac{1}{2}m_B v_B^2 \Rightarrow \frac{v_A}{v_B} = \sqrt{\frac{m_B}{m_A}} $$

碰撞时动量守恒:

$$ m_A v_A - m_B v_B = (m_A + m_B) v' $$

因 $$ m_A > m_B $$,且 $$ v_A < v_B $$,代入可知 $$ v' > 0 $$,即向右运动。

正确答案为 A

--- ### 6. 弹簧与碰撞问题

- B、C碰撞:动量守恒,$$ 2m \cdot 6 = (2m + 4m) v_{BC} \Rightarrow v_{BC} = 2 \, \text{m/s} $$(A错误)。

- 弹簧弹性势能最大时:$$ A、B、C $$ 速度相同,动量守恒:

$$ 2m \cdot 6 + 2m \cdot 6 = (2m + 2m + 4m) v \Rightarrow v = 3 \, \text{m/s} $$(B正确)。

- 最大弹性势能

$$ E_p = \frac{1}{2} \cdot 2m \cdot 6^2 + \frac{1}{2} \cdot 2m \cdot 6^2 - \frac{1}{2} \cdot 8m \cdot 3^2 = 12 \, \text{J} $$(C错误)。

- 弹簧恢复原长时:$$ A、B、C $$ 速度不同(D错误)。

正确答案为 B

--- ### 7. 光滑圆形管道的质量比

两球在管道中运动,碰撞后粘合。设 $$ A $$ 速度为 $$ v $$,$$ B $$ 静止,碰撞后共同速度 $$ v' $$:

$$ m_A v = (m_A + m_B) v' $$

若要求 $$ B $$ 能到达最高点,需满足 $$ v' \geq \sqrt{4gR} $$(机械能守恒),解得:

$$ \frac{m_A}{m_B} = \sqrt{2} - 1 $$

正确答案为 B

--- ### 8. 碰撞后运动状态

由冲量定理:

$$ F_A t = 2m_B \cdot v_A, \ F_B t = m_B \cdot v_B $$

因 $$ F_A = 2 F_B $$,故 $$ v_A = v_B $$。碰撞后动量守恒:

$$ 2m_B v_A - m_B v_B = 3m_B v' \Rightarrow v' = \frac{v_A}{3} $$

方向与 $$ v_A $$ 相同(向右)。

正确答案为 C

--- ### 9. 滑块碰撞条件

$$ A $$ 与 $$ C $$ 粘合后速度 $$ v_1' = \frac{3m v_1}{4m} = \frac{3}{4} v_1 $$。

$$ B $$ 反弹后与 $$ A $$ 粘合,需满足 $$ \frac{3}{4} v_1 > v_2 $$ 才能再次碰撞挡板。

同时,$$ \frac{3}{4} v_1 \leq 2 v_2 $$ 以确保 $$ B $$ 能反弹。综合得:

$$ \frac{4}{3} v_2 < v_1 \leq \frac{8}{3} v_2 $$,选项中最接近为 C

--- ### 10. 动量变化的可能性

动量守恒要求 $$ \Delta p_A = -\Delta p_B $$,且 $$ A $$ 不能超越 $$ B $$。选项 A 和 C 满足守恒,但需验证动能不增加:

- 对于 A 选项:$$ \Delta p_A = -4 $$,$$ p_A' = 8 $$,$$ p_B' = 17 $$,合理。

- 对于 C 选项:$$ \Delta p_A = -24 $$,$$ p_A' = -12 $$(不合理,$$ A $$ 反向运动且速度超过 $$ B $$)。

正确答案为 A

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