高三物理一轮总复习 （选修35）1 动量守恒定律及其应用课时作业 新人教版.doc

动量守恒定律及其应用一、选择题1如图所示，光滑水平面上两小车中间夹一压缩了的轻弹簧，两手分别按住小车，使它们静止，对两车及弹簧组成的系统，下列说法中不正确的是() a两手同时放开后，系统总动量始终为零b先放开左手，后放开右手，动量不守恒c先放开左手，后放开右手，总动量向左d无论何时放手，两手放开后在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零【解析】当两手同时放开时，系统所受的合外力为零，所以系统的动量守恒，又因开始时总动量为零，故系统总动量始终为零，选项a正确；先放开左手，左边的物体就向左运动，当再放开右手后，系统所受合外力为零，故系统的动量守恒，且开始时总动量方向向左，放开右手后总动量方向也向左，故选项b错而c、d正确【答案】b2在如图所示的装置中，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其中，将弹簧压缩到最短若将子弹、木块和弹簧合在一起作为系统，则此系统在从子弹开始射入到弹簧被压缩至最短的整个过程中()a动量守恒、机械能守恒b动量不守恒、机械能不守恒c动量守恒、机械能不守恒d动量不守恒、机械能守恒【解析】子弹射入木块是瞬间完成的，这个过程相当于子弹与木块发生一次完全非弹性碰撞，动量守恒，机械能不守恒，一部分动能转化为内能，之后木块(连同子弹)压缩弹簧，将其动能转化为弹性势能，这个过程机械能守恒，但动量不守恒由于左侧挡板支持力的作用，使系统的动量不断减少，所以整个过程中，动量和机械能均不守恒【答案】b3(2016龙岩联考)我国发现的“神舟十号”飞船与“天宫一号”空间站实现了完美对接假设“神舟十号”到达对接点附近时对地的速度为v，此时的质量为m；欲使飞船追上“天宫一号”实现对接，飞船需加速到v1，飞船发动机点火，将质量为m的燃气一次性向后喷出，燃气对地向后的速度大小为v2.这个过程中，下列各表达式正确的是()amvmv1mv2bmvmv1mv2cmv(mm)v1mv2dmv(mm)v1mv2【解析】飞船发动机点火喷出燃气，由动量守恒定律，mv(mm)v1mv2，选项c正确【答案】c4.在光滑的水平面上有两个在同一直线上相向运动的小球，其中甲球的质量m14 kg，乙球的质量m21 kg，规定向左为正方向，碰撞前后甲球的vt图象如图所示已知两球发生正碰后粘在一起，则碰前乙球速度的大小和方向分别为()a3 m/s，向右 b3 m/s，向左c13 m/s，向左 d13 m/s，向右【解析】由动量守恒定律有，m1v1m2v2(m1m2)v，解得v213 m/s，方向向右，选项d正确【答案】d5.(2016安徽联考)如图所示，质量为m的人，站在质量为m的车的一端，相对于地面静止当车与地面间的摩擦可以不计时，人由一端走到另一端的过程中，则()a人运动得越快，车运动得越慢b车的运动方向与人的运动方向相反c人在车上行走时，车可以相对地面静止d车的运动方向可以与人的运动方向相同【解析】人与车组成的系统在水平方向上动量守恒，且初动量为0，所以人由车的一端走到另一端的过程中，人与车的速度方向总是相反的，且人的速度大小增大时，车的速度大小也增大，选项b正确【答案】b6(2016银川模拟)甲、乙两个溜冰者的质量分别为48 kg和50 kg，甲手里拿着质量为2 kg的球，两人均以2 m/s的速率在光滑的冰面上沿同一直线相向滑行，甲将球传给乙，乙再将球传给甲，这样抛接几次后，球又回到甲的手里，乙的速度为零，则甲的速度大小为()a0 b2 m/sc4 m/s d无法确定【解析】甲、乙、球三者在整个过程中动量守恒，有(m甲m球)v1m乙v1(m甲m球)v，代入数据得v0，选项a正确【答案】a7.如图所示，在水平面内有一质量分布均匀的木杆可绕端点o在水平面上自由转动一颗子弹以垂直于杆的水平速度v0击中静止木杆上的p点，并随木杆一起转动已知木杆质量为m，长度为l，子弹质量为m，点p到点o的距离为x.忽略木杆与水平面间的摩擦设子弹击中木杆后绕点o转动的角速度为.下面给出的四个表达式中只有一个是合理的根据你的判断，的合理表达式应为()a bc d【解析】由角速度的单位rad/s，可排除选项b；由木杆质量m时，0，可排除选项c；由点p到点o的距离x0时，0，可排除选项d；故选a.【答案】a8.(多选)如图所示，质量相等的两个滑块位于光滑水平桌面上其中，弹簧两端分别与静止的滑块n和挡板p相连接，弹簧与挡板的质量均不计；滑块m以初速度v0向右运动，它与挡板p碰撞后开始压缩弹簧，最后，滑块n以速度v0向右运动在此过程中()am的速度等于0时，弹簧的弹性势能最大bm与n具有相同的速度时，两滑块动能之和最小cm的速度为v0/2时，弹簧的长度最长dm的速度为v0/2时，弹簧的长度最短【解析】m、n两滑块碰撞过程中动量守恒，当m与n具有相同的速度v0/2时，系统动能损失最大，损失的动能转化为弹簧的弹性势能，即弹簧弹性势能最大，a错误，b正确；m的速度为v0/2时，弹簧的压缩量最大，弹簧的长度最短，c错误，d正确【答案】bd9. 如图所示，在光滑的水平面上放有一物体m，物体上有一光滑的半圆弧轨道，轨道半径为r，最低点为c，两端a、b等高，现让小滑块m从a点由静止下滑，在此后的过程中，则()am和m组成的系统机械能守恒，动量守恒bm和m组成的系统机械能守恒，动量不守恒cm从a到c的过程中m向左运动，m从c到b的过程中m向右运动dm从a到b的过程中，m运动的位移为【解析】m和m组成的系统只有动能和重力势能的相互转化，没有其他能量产生，因此系统机械能守恒，而系统在水平方向所受合外力为零，动量在水平方向守恒，竖直方向上动量不守恒，因此系统总的动量不守恒，a错，b对；m从a到c的过程中对m有向左下方的压力使之向左加速运动，m从c到b的过程中对m有向右下方的压力使之向左减速运动，c错；m和m组成的系统满足水平方向上动量守恒，故有mv1mv2，两边都乘以时间有mv1tmv2t，即对应位移满足mx1mx2，而2rx1x2，联立解得x1，d错【答案】b10(多选)某人身系弹性绳自高空p点自由下落，图中a点是弹性绳的原长位置，c点是人所到达的最低点，b点是人静止悬吊时的平衡位置，不计空气阻力，则下列说法中正确的是()a从p至c过程中重力的冲量大于弹性绳弹力的冲量b从p至c过程中重力所做功等于人克服弹力所做的功c从p至b过程中人的速度不断增大d从a至c过程中加速度方向保持不变【解析】人完成从p到c的过程中经历了自由下落、变加速、变减速三个运动过程考虑全过程p至c，外力的总冲量等于重力的冲量和弹性绳的弹力冲量的矢量和，由动量定理知人所受外力的总冲量等于人的动量变化，人在p和c两处，速度均为零即动量都为零，因此动量的变化为零，则有重力的冲量与弹性绳弹力的冲量大小相等，方向相反，总冲量为零，选项a错；同样人在p和c两处，动能均为零，动能的变化为零，由动能定理知，重力所做的功等于人克服弹力所做的功，选项b正确；人由p到b的过程，前一过程(pa)自由落体，后一过程(ab)由于弹性绳伸长，弹力f增加，重力g不变，人所受合力gf不断减小，方向向下，人做的是加速度在减小的加速运动，选项c正确；由于b是人静止悬吊时的平衡位置，当人由b运动至c的过程，弹力大于重力，合力方向向上，加速度方向向上，因此选项d错【答案】bc二、非选择题11.(2015新课标全国)如图所示，在足够长的光滑水平面上，物体a、b、c位于同一直线上，a位于b、c之间a的质量为m，b、c的质量都为m，三者均处于静止状态现使a以某一速度向右运动，求m和m之间应满足什么条件，才能使a只与b、c各发生一次碰撞设物体间的碰撞都是弹性的【解析】a向右运动与c发生第一次碰撞，碰撞过程中，系统的动量守恒、机械能守恒设速度方向向右为正，开始时a的速度为v0，第一次碰撞后c的速度为vc1，a的速度为va1，由动量守恒定律和机械能守恒定律得mv0mva1mvc1mvmvmv联立式得va1v0vc1v0如果mm，第一次碰撞后，a与c速度同向，且a的速度小于c的速度，不可能与b发生碰撞；如果mm，第一次碰撞后，a停止，c以a碰前的速度向右运动，a不可能与b发生碰撞；所以只需考虑mm的情况第一次碰撞后，a反向运动与b发生碰撞设与b发生碰撞后，a的速度为va2，b的速度为vb1，同样有va2va12v0根据题意，要求a只与b、c各发生一次碰撞，应有va2vc1联立式得m24mmm20解得m(2)m另一解m(2)m舍去所以，m和m应满足的条件为(2)mmm【答案】(2)mmm12(2015浙江自选)一辆质量m13.0103 kg的小货车因故障停在车道上，后面一辆质量m21.5103 kg的轿车来不及刹车，直接撞入货车尾部失去动力相撞后两车一起沿轿车运动方向滑行了s6.75 m停下已知车轮与路面的动摩擦因数0.6，求碰撞前轿车的速度大小(重力加速度取g10 m/s2)【解析】由牛顿运动定律得ag6 m/s2v9 m/s由动量守恒定律得m2v0(m1m2)vv0v27 m/s【答案】27 m/s13.(2015山东卷)如图所示，三个质量相同的滑块a、b、c，间隔相等地静置于同一水平直轨道上现给滑块a向右的初速度v0，一段时间后a与b发生碰撞，碰后a、b分别以v0、v0的速度向右运动，b再与c发生碰撞，碰后b、c粘在一起向右运动滑块a、b与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值两次碰撞时间均极短求b、c碰后瞬间共同速度的大小【解析】设滑块质量为m，a与b碰撞前a的速度为va，由题意知，碰后a的速度vav0b的速度vbv0由动量守恒定律得mvamvamvb设碰撞前a克服轨道阻力所做的功为wa，由功能关系得wamvmv设b与c碰撞前b的速度为vb，b克服轨道阻力所做的功为wb，由功能关系得wbmvmvb2据题意可知wawb设b、c碰后瞬间共同速度的大小为v，由动量守恒定律得mvb2mv联立式，代入数据得vv0【答案】v014如图所示，木块a的质量ma1 kg，足够长的木板b的质量mb4 kg，质量为mc2 kg的木块c置于木板