学教科版选修35 1.3 动量守恒定律的应用 作业（1）.docx

2017-2018学年度教科版选修3-5 1.3 动量守恒定律的应用 作业（1）1装有炮弹的大炮总质量为m,炮弹的质量为m,炮筒水平放置,炮弹水平射出时相对炮口的速度为v0, 则炮车后退的速度大小为()a. mmv0 b. mv0m+m c. mv0mm d. v02如图所示，光滑水平面上有一小车，小车上有一物体，用一细线将物体系于小车的a端(细线未画出)，物体与小车a端之间有一压缩的弹簧，某时刻线断了，物体沿车滑动到b端并粘在b端的油泥上关于小车、物体和弹簧组成的系统，下述说法中正确的是() 若物体滑动中不受摩擦力，则全过程系统机械能守恒 若物体滑动中有摩擦力，则全过程系统动量守恒 小车的最终速度与断线前相同 全过程系统机械能不守恒a. b. c. d. 3a、b两球在光滑水平面上沿同一直线向同一方向运动，a球的动量是5kgm/s，b球的动量是7kgm/s，两球碰后b球动量变为10kgm/s，则两球质量关系可能是()a. ma=mb b. ma=2mb c. mb=4ma d. mb=6ma4如图所示，甲、乙两船的总质量（包括船，人和货物）分别为10m和12m，两船沿同一直线同向运动，速度分别为2v0和v0，为避免相撞，乙船上的人将一个质量为m的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住，则抛出货物的最小速度为（不计水的阻力）()a. v0 b. 3v0 c. 4v0 d. 2v05如图，a、b是两个用等长细线悬挂起来的大小可忽略不计的小球，mb=3ma。b球静止，拉起a球，使细线与竖直方向偏角为30，由静止释放，在最低点a与b发生弹性碰撞。不计空气阻力，则关于碰后两小球的运动，下列说法正确的是( )a. a静止，b向右，且偏角小于30b. a向左，b向右，且偏角都等于30c. a向左，b向右，a偏角小于b偏角，且都小于30d. a向左，b向右，a偏角等于b偏角，且都小于306某同学学习“反冲运动”后，到商店买来喜庆用品“喜火”进行体验“喜火”结构如图所示夜晚燃放时手持秸杆，点燃引信燃烧火药，当火焰从纸质外壳中向后喷出时“喜火”向前飞出，飞行距离可达百米，并在空中划出一道红色曲线现测得“喜火”总质量为m，如果把连续喷出质量为m的气体简化为一次喷出，气体喷出速度为v，则在忽略地球引力及空气阻力的情况下，“喜火”飞出时的速度大小为（）a. mvm b. mvm c. mvmm d. mvmm7木块a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上，在b上施加向左的水平力使弹簧压缩，如图所示，当撤去外力后，下列说法中正确的是（）a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量守恒a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量不守恒a离开墙壁后，a和b组成的系统动量守恒a离开墙壁后，a和b组成的系统动量不守恒a. b. c. d. 8如图所示，a、b两物体的质量mamb，中间用一段细绳相连并有一被压缩的弹簧，放在平板小车c上后，a、b、c均处于静止状态若地面光滑，则在细绳被剪断后，a、b从c上未滑离之前，a、b在c上向相反方向滑动过程中()a. 若a、b与c之间的摩擦力大小相同，则a、b组成的系统动量守恒，a、b、c组成的系统动量也守恒b. 若a、b与c之间的摩擦力大小不相同，则a、b组成的系统动量不守恒，a、b、c组成的系统动量也不守恒c. 若a、b和c之间的摩擦力大小不相同，则a、b组成的系统动量不守恒，但a、b、c组成的系统动量守恒d. 以上说法均不对9如图所示，一个质量为m的木箱静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个质量为m=2m的小物块。现使木箱瞬间获得一个水平向左、大小为v0的初速度，下列说法正确的是a. 最终小物块和木箱都将静止b. 最终小物块和木箱组成的系统损失机械能为mv023c. 木箱速度水平向左、大小为v02时，小物块的速度大小为v04d. 木箱速度水平向右、大小为v03时，小物块的速度大小为2v0310在冰壶比赛中，红壶以一定速度与静止在大本营中心的蓝壶发生对心碰撞，碰撞时间极短，如图甲所示。碰后运动员用冰壶刷摩擦蓝壶前进方向的冰面，来减小阻力。碰撞前后两壶运动的v-t图线如图乙中实线所示，其中红壶碰撞前后的图线平行，已知两冰壶质量相等，由图象可得a. 碰撞后，蓝壶经过5s停止运动b. 碰撞后，蓝壶的瞬时速度为0.8m/sc. 红蓝两壶碰撞过程是弹性碰撞d. 红、蓝两壶碰后至停止运动过程中，所受摩擦力的冲量之比为1：211如图所示；光滑曲面与足够长的光滑水平面平滑连接。质量为m的小物块甲，从距水平面高h处，由静止开始下滑，与静止在水平地面上质量为5m的物块乙发生正碰。甲、乙两小物块均可视为质点，重力加速度为g。求：(1)物块甲刚滑到水平面与物块乙碰前的速度大小；(2)如果甲、乙两物块碰后粘合在一起，物块甲损失的动能；(3)如果甲、乙两物块发生弹性碰撞，求两物块能发生碰撞的次数及甲损失的最大动能。12如图所示，轻质细绳一端系一个质量m=0.2kg的小球a，另一端挂在光滑水平轴o上，o点到小球a的距离为l=0.5 m，小球跟水平面接触，但无相互作用。在球的左侧固定一个光滑的斜面，斜面到小球的水平距离s1=l m。现有一个质量m=0.5 kg的滑块b，从斜面上高h处由静止滑下，与小球发生碰撞，碰后小球a在竖直面内做圆周运动，且恰好可以经过圆周的最高点，碰后滑块b继续向右运动s2=1 m停止。已知水平面与滑块b间的动摩擦因数=0.2，若不计空气阻力，滑块和小球都可以视为质点，g取10ms2,试求：(1)滑块和小球碰撞后，小球a瞬时速度的大小；(2)滑块b从斜面上由静止滑下的高度h。13如图，小球a、b用等长细线悬挂于同一固定点o让球a静止下垂，将球b向右拉起，使细线水平从静止释放球b，两球碰后粘在一起向左摆动，此后细线与竖直方向之间的最大偏角为53忽略空气阻力，求两球a、b的质量之比（sin530=0.8,cos530=0.6）14如图所示,光滑水平地面上静止放置两由弹簧相连的木块a和b，一质量为m的子弹以速度v0水平击中木块a，并留在其中，a的质量为3m，b的质量为4m。(1)子弹射入a后速度变为多少？(2)求弹簧第一次恢复原长时b的速度试卷第3页，总4页本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。参考答案1a【解析】炮弹离开炮口时，炮弹和炮车在水平方向受到的外力相对于内力可忽略不计，则系统在水平方向动量守恒。设炮后退的速度为v，则炮弹对地的水平速度大小为（v0-v1），取炮车后退的方向为正，对炮弹和炮车组成系统为研究，根据水平方向动量守恒有：（m-m）v-m（v0-v1）=0解得炮车后退的速度大小：v=mmv0故a正确，bcd错误；故选a。点睛：本题主要考查了动量守恒定律的直接应用，关键掌握速度的分解和某一方向系统动量守恒，知道炮弹和炮车组成系统总动量不守恒2b【解析】物体与橡皮泥粘合的过程，发生非弹性碰撞，系统机械能有损失。故错误，正确。整个系统在水平方向不受外力，竖直方向上合外力为零，则系统动量一直守恒，故正确；取系统的初速度方向为正方向，根据动量守恒定律可知，物体沿车滑动到b端粘在b端的油泥上后系统共同的速度与初速度是相同的。故正确。故选b。点睛：本题根据动量守恒和机械能守恒的条件进行判断：动量守恒的条件是系统不受外力或受到的外力的合力为零；机械能守恒的条件是除重力和弹力外的其余力不做功。3c【解析】根据动量守恒得pa+pb=pa+pb，代入解得pa=2kgm/s，根据碰撞过程总动能不增加得到pa22ma+pb22mbpa22ma+pb22mb，代入解得mamb2151=717，碰撞前甲的速度大于乙的速度，则有pamapbmb，解得mamb57，又碰撞后两球同向运动，甲的速度不大于乙的速度，则有pamapbmb，解得15mamb，则15mamb717，c正确【点睛】碰撞有三个基本规律：一、动量守恒；二、系统总动能不增加；三、碰撞后如同向运动，后面的物体的速度不大于前面物体的速度，即要符合实际运动情况4c【解析】设乙船上的人抛出货物的最小速度大小为vmin，抛出货物后船的速度为v1，甲船上的人接到货物后船的速度为v2取向右为正方向，由动量守恒定律得，乙船与货物12mv0=11mv1mvmin，甲船与货物10m2v0mvmin=11mv2，为避免两船相撞应满足v1=v2，联立得vmin=4v0，c正确【点睛】本题要分清运动过程，可分抛和接两个过程研究知道两船避免碰撞的条件，应用动量守恒即可正确解题，解题时注意研究对象的选择5d【解析】a由静止释放，在最低点的速度设为v0，a与b发生弹性碰撞，碰后速度分别为v1，v2，则： ， 联立解得， v0； v0 ，由于v1=v2v0，a偏角等于b偏角，且都小于30，故d正确，abc错误。 故选：d点睛：根据弹性碰撞列方程，求出碰后两球的速度；根据球摆动过程中，机械能守恒，在最低点时速度越大，最大偏角越大，可判断偏角是否小于30。6c【解析】以“喜火”和气体组成的系统为研究对象，选气体的速度方向为正，由动量守恒定律得：0=mmv+mv，解得：v=mvmm，故c正确，abd错误。7c【解析】动量守恒定律的运用条件是不受外力或所受合外力为零，a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统受到墙壁对它们的作用力，系统的合外力不为零，不满足动量守恒条件；a离开墙壁后，系统所受合外力为零，动量守恒。故正确。所以c正确，abd错误。8ac【解析】若a、b与c之间的摩擦力大小相同，在细绳被剪断后，弹簧释放的过程中，a、b所受的滑动摩擦力方向相反，则对于a、b组成的系统所受的合外力为零，动量守恒；对三个物体组成的系统，竖直方向上重力与支持力平衡，水平方向不受外力，合外力为零，所以a、b、c组成的系统动量也守恒，a正确；若a、b与c之间的摩擦力大小不相同，在细绳被剪断后，弹簧释放的过程中，a、b所受的滑动摩擦力方向相反，则对于a、b组成的系统所受的合外力不为零，动量不守恒；但对三个物体组成的系统，合外力为零，a、b、c组成的系统动量仍守恒，bd错误c正确【点睛】满足下列情景之一的，即满足动量守恒定律：系统不受外力或者所受外力之和为零；系统受外力，但外力远小于内力，可以忽略不计；系统在某一个方向上所受的合外力为零，则该方向上动量守恒。全过程的某一阶段系统受的合外力为零，则该阶段系统动量守恒9bc【解析】a、系统所受外力的合力为零,系统的动量守恒,初状态木箱有向左的动量,小木块动量为零,故系统总动量向左,系统内部存在摩擦力,阻碍两物体间的相对滑动,最终小木块和木箱相对静止,因为系统的总动量守恒,不管中间过程如何相互作用,根据动量守恒定律知,最终两物体以相同的速度一起向左运动.故a错误;b、规定向左为正方向,由动量守恒定律得mv0=(m+m)v :则得最终系统的速度为:v=mv0m+m ,方向向左.最终小木块和木箱组成的系统损失机械能为:e=12mv0212(m+m)v2=mv023 ,所以b选项是正确的.c、木箱速度水平向左、大小为v02 时，mv0=mv1+mv2 解得：v2=v04 ，故c正确d、当木箱速度为v1=v03时,根据动量守恒定律有:mv0=mv1+mv2 解得：v2=v03 ，故d错故选bc点睛：小木块和木箱组成的系统在光滑的平面上滑动,系统所受外力的合力为零,故系统动量始终守恒,而因为系统内部存在摩擦力,阻碍物体间的相对滑动,最终两物体应该相对静止,一起向左运动.由动量守恒求出最终共同速度,再由能量守恒求机械能的损失.10ab【解析】设碰后蓝壶的速度为v，碰前红壶的速度v0=1.0m/s，碰后速度为v0=0.2m/s，根据动量守恒定律可得mv0=mv0+mv，解得v=0.8m/s，a正确；从图中可知蓝壶与红壶沿虚线运动方式时同时停止运动，并且红壶碰撞前后的图线平行，若以红壶虚线所示运动，则加速度为a=vt=1.21.01=0.2m/s2，运动时间为t=1.000.2=5s，b正确；碰撞前系统的动能为e1=12m1.02=0.5m，碰撞后系统的动能为e2=12m0.22+12m0.82=0.36m，两者不等，所以不是弹性碰撞，c错误；碰后蓝壶的加速度为为a=0.8061m/s2=0.16m/s2，碰后红、蓝两壶所受摩擦力之比为f:f=ma:ma=5:4，摩擦力冲量if:if=ft:ft=f:f=5:4，d错误【点睛】从v-t图像中可以看出，实线和虚线有个交点，即若红壶碰撞后仍以原来的运动减速下去的运动时间和蓝壶碰撞后运动的时间相等，这一隐含条件是解题关系11(1) 2gh (2)3536mgh (3) 2次 8081mgh 【解析】（1）滑块刚滑到水平面上与物块乙碰前的速度大小为v0，则：mgh=12mv02解得v0=2gh （2）设甲乙两物块碰后粘合在一起的速度为v，则mv0=(m+5m)v解得v=2gh6 物块甲损失的动能：ek=12mv0212mv2 解得ek=3536mgh （3）甲乙发生弹性碰撞，以向右为正方向，设第一次碰撞后，甲乙的速度分别为v1、v1，则：mv0=mv1+5mv1 12mv02=12mv12+125mv12解得：v1=13v0，v1=-23v0，说明碰后甲水平向左运动；物块甲经曲面返回与物块乙碰撞，设第一次碰撞后，甲乙的速度分别为v2、v2，则：m(v1)+5mv1=mv2+5mv212m(v1)2+125mv12=12mv22+125mv22解得v2=49v0，v2=19v0由于v2v2，随后两物块不再发生碰撞，即两物块只能发生2次碰撞，物块甲损失的最大动能：ekm=12mv0212mv22=8081mgh点睛：此题考查动量守恒定律及能量守恒定律的应用；涉及到的过程较复杂；解题时要搞清物理过程，按照过程发生的顺序逐步分析进行判断.12(1)5m/s (2) 1m 【解析】（1）小球a恰好经过圆周的最高点时，在最高点，由重力提供向心力，由牛顿第二定律得：mg=mv2l代入数据解得：v=5m/s，a从最低点到最高点过程，由动能定理得：-mg2l=12mv2-12mva2，代入数据解得：va=5m/s即滑块和小球碰撞后