学教科版选修35 1.3 动量守恒定律的应用 作业（3）.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（3）1质量为1 kg的物体在距地面高5 m处由静止自由下落，正落在以5 m/s速度沿光滑水平面匀速行驶的装有沙子的小车中，车与沙子的总质量为4 kg，当物体与小车相对静止后，小车的速度为a. 3 m/s b. 4 m/s c. 5 m/s d. 6 m/s2如图所示，甲、乙两人各站在静止小车的左右两端，当他俩同时相向行走时，发现小车向右运动下列说法不正确的是（车与地面之间无摩擦）（）a. 乙的速度必定大于甲的速度b. 乙对小车的冲量必定大于甲对小车的冲量c. 乙的动量必定大于甲的动量d. 甲、乙动量总和必定不为零3如图所示，质量为m的人在远离任何星体的太空中，与他旁边的飞船相对静止由于没有力的作用，他与飞船总保持相对静止的状态这个人手中拿着一个质量为m的小物体，他以相对飞船为v的速度把小物体抛出，在抛出物体后他相对飞船的速度大小为（）a. b. c. d. 4如图，长l的轻杆两端固定两个质量相等的小球甲和乙，初始时它们直立在光滑的水平地面上。后由于受到微小扰动，系统从图示位置开始倾倒。当小球甲刚要落地时，其速度大小为a. 2gl b. gl c. 2gl2 d. 05质量为1kg的物体从距地面5m高处自由下落，落在正以5m/s的速度沿水平方向匀速前进的小车上，车上装有砂子，车与砂的总质量为4kg，地面光滑，则车后来的速度为（g=10m/s2）a. 4m/s b. 5m/s c. 6m/s d. 7m/s6如图所示，小车放在光滑的水平面上，将系绳小球拉开到一定角度，然后同时放开小球和小车，那么在以后的过程中a. 小球向左摆动时，小车也向左运动，且系统动量守恒b. 小球向左摆动时，小车向右运动，且系统动量守恒c. 小球向左摆到最高点，小球的速度为零而小车的速度不为零d. 在任意时刻，小球和小车在水平方向的动量一定大小相等、方向相反7如图所示，质量为m的小车置于光滑的水平面上，车的上表面粗糙，有一质量为m的木块以初速度v0水平地滑至车的上表面，若车足够长，下列说法正确的是 ()a. 木块的最终速度为b. 由于车表面粗糙，小车和木块所组成的系统动量不守恒c. 车表面越粗糙，木块减少的动量越多d. 小车获得的冲量与车表面的粗糙程度无关8a、b两船质量均为m，都静止在平静的水面上，现a船中质量为 的人，以对地的水平速度v从a船跳到b船，再从b船跳到a船，经n次跳跃后（水的阻力不计）（ ）a. a、b两船（包括人）的动量大小之比总是1：1b. a、b两船（包括人）的速度大小之比总是1：1c. 若n为奇数，a、b两船（包括人）的速度大小之比为3：2d. 若n为偶数，a、b两船（包括人）的速度大小之比为2：39如图所示，两个完全相同的小球a、b用等长的细线悬挂于o点，线长为l，若将a由图示位置静止释放，则b球被碰后第一次速度为零时距最低点的高度可能是a. l2 b. l4 c. l8 d. l1010质量为m的小球a以速度在光滑水平面上运动，与质量为2m的静止小球b发生对心碰撞，则碰撞后小球a的速度大小和小球b的速度大小可能为a. b. c. d. 11如图，质量为m的船停在静止的水面上，船长为l，一质量为m的人，由船头走到船尾，若不计水的阻力，则整个过程人相对于水面移动的距离为_，船相对于水面移动的距离为_12甲、乙两人在摩擦可略的冰面上以相同的速度相向滑行。甲手里拿着一只篮球，但总质量与乙相同。从某时刻起两人在行进中互相传球，当乙的速度恰好为零时，甲的速度为_，此时球在_位置。13平静的水面上，有一条质量m=100kg长度为3m的小船浮于水面，船上一个质量m=50kg的人匀速从船头走到船尾，不计水的阻力，人相对水面走了_m，船相对水位移为_m。14易混易错辨题题组：系统动量守恒与机械能守恒都是有条件的，回答下面问题：如下图所示,弹簧的一端固定在竖直墙上,质量为的粗糙弧形槽静止在光滑水平面上,底部与水平面平滑连接,一个质量也为的小球从槽高处开始下滑,则（1）小球沿粗糙的弧形轨道下滑过程，粗糙弧形槽和小球组成的系统：动量_机械能_（填“守恒”或者“不守恒”）（2）小球压缩弹簧至最短过程，小球和弹簧组成的系统：动量_机械能_（填“守恒”或者“不守恒”）15长为l、质量为m的船停在静水中，一质量为m的人（可视为质点）站在船头，在人从船头走到船尾的过程中，船与人相对地的位移大小分别为_；_（忽略水对船的阻力）16将静置在地面上，质量为m（含燃料）的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体。忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是（ ）a. b. c. d. 试卷第3页，总3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1b【解析】小球和车作用过程中，两者组成的系统水平方向不受外力，水平方向系统的动量守恒，已知两者作用前水平方向车的速度 v0=5m/s，小球水平方向速度v=0；设当物体与小车相对静止后，小车的速度为v，取原来车速度方向为正方向，则根据水平方向系统的动量守恒得：mv+mv0=（m+m）v，解得：v=mv0m+m=454+1m/s=4m/s，故b正确，acd错误；故选b。【点睛】主要考查了动量守恒定律的直接应用，关键要注意系统的总动量并不守恒，只是水平方向动量守恒。2a【解析】甲乙两人及小车组成的系统不受外力，系统动量守恒，根据动量守恒定律得： ；a、小车向右运动，则说明甲与乙两人的总动量向左，说明乙的动量大于甲的动量，即两人的总动量不为零，但是由于不知两人的质量关系，故无法确定两人的速度大小关系，故a不正确，cd正确；b、因小车的动量向右，说明小车受到的总冲量向右，而乙对小车的冲量向右，甲对小车的冲量向左，故乙对小车的冲量一定大于甲对小车的冲量，故b正确。点睛：本题主要考察了动量守恒定律的直接应用，注意速度的矢量性及动量定理的应用。3a【解析】人和物体组成的系统不受外力作用，系统动量守恒，以v的速度方向为正方向，根据动量守恒定律得： 解得： ，故a正确，bcd错误。点睛：本题主要考查了动量守恒定律的直接应用，要求同学们能正确分析物体的受力情况，注意使用动量守恒定律解题时要规定正方向。4a【解析】,根据沿着杆分速度相等，水平方向动量守恒，杆落地时两者在水平方向速度均为0，故乙球速度为0，甲球速度竖直。所以根据机械能守恒，12mv2=mgl ，解得：v=2gl，选a5a【解析】物体和车作用过程中，两者组成的系统水平方向不受外力，水平方向系统的动量守恒。已知两者作用前，车在水平方向的速度，小球水平方向的速度；设当物体与小车相对静止后，小车的速度为，取原来车速度方向为正方向，则根据水平方向系统的动量守恒得： 解得： ，故选项a正确，bcd错误。点睛：本题主要考查了动量守恒定律的直接应用，关键要注意系统的总动量并不守恒，只是水平方向动量守恒。6d【解析】小球与小车组成的系统在水平方向不受外力，竖直方向所受外力不为零，故系统只在在水平方向动量守恒，故a、b错误；由于水平方向动量守恒，小球向左摆到最高点，小球水平速度为零，小车的速度也为零，故c错误；系统只在在水平方向动量守恒，且总动量为零。在任意时刻，小球和小车在水平方向的动量一定大小相等、方向相反。故d正确7ad【解析】a、以小车和木块组成的系统为研究对象所受合外力为零，因此系统动量守恒，由于摩擦力的作用，m速度减小，m速度增大，m速度减小到最小时，m速度达最大，最后m、m以共同速度运动。有： ，解得： ，故a正确，b错误；c、根据a选项分析，木块减少的动量与车面粗糙程度无关，故c错误；d、根据a选项分析，小车m获得动量与车面粗糙程度无关，故d正确。点睛：应用动量守恒定律时要清楚研究的对象和守恒条件，把动量守恒和能量守恒结合起来列出等式求解是常见的问题。8acd【解析】人在跳跃过程中人及两船组成的系统总动量守恒，跳跃前系统的总动量为零，则跳跃后总动量仍为零，所以a、b两船（包括人）的动量大小之比总是1：1，由于两船（包括人）的质量不等，所以a、b两船（包括人）的速度大小不等，故a正确，b错误；若n为奇数，人在b船上，取a船的速度方向为正方向，由动量守恒定律得： ，解得： ，故c正确；若n为偶数，人在a船上，取a船的速度方向为正方向，由动量守恒定律得： ，解得： ，故d正确；故选acd.9abc【解析】a球到达最低点时，设其动能为eka，由动能定理得：ekamgl(1cos60)12mgl若a、b间发生的是弹性碰撞，则b获得动能最大为eka，上升的最大高度和a释放点相同：即为：l（1-co）=12l；若a、b间发生的是完全非弹性碰撞（就是两个小球粘在一起）：设共同达到的速度为v：由动量守恒：mv=2mv得：v=v2；则由动能定理：2mgh=122mv2=14mv2=14mgl，解得h=18l；若碰撞介于弹性碰撞和完全非弹性碰撞之间：上升的高度就介于12l与18l之间。综上所述，则选项abc正确，d错误；故选abc. 点睛：两物体发生碰撞时，不知道碰撞情况时必须分情况讨论，弹性碰撞或是完全非弹性碰撞应用动量守恒求解物体碰撞后的速度，再从能量转化的方向去求解10ad【解析】若碰后a球速度方向和原来一致，根据动量守恒得：mv0=mva+2mvb根据碰撞过程系统的总动能不增加，即： mv02mva2+2mvb2若va=v0，vb=v0，且va与v0方向相反，代入两式均成立，故a正确。将va=v0，vb=v0，且va与v0方向相反，代入式成立，而代入不成立，故b错误。将va=v0，vb=v0，且va与v0方向相同，代入式成立，但碰后a的速率不可能大于b的速率，故c错误。将va=v0，vb=v0，且va与v0方向相反，代入两式均成立，故d正确。故选ad.点睛：对于碰撞过程，往往根据三个规律去分析：一是动量守恒；二是总动能不增加；三是碰后，若两球分开后同向运动，后面小球的速率不可能大于前面小球的速率11 【解析】船和人组成的系统，在水平方向上动量守恒，人在船上行进，船向后退，规定人速度方向为正方向，有： mvmv=0.人从船头走到船尾，设船后退的距离为x=vt，则人相对于地面的距离为vt=lx.则有：mlmx=mx,解得：x=.人相对于地面的距离为vt=lx= 点睛：人和小船组成的系统动量守恒，根据动量守恒定律求出船移动的位移大小12 0 甲【解析】以两人和球组成的系统为研究对象,系统所受的合外力为零,动量守恒,根据题意可以知道,初状态系统总动量为零,由动量守恒定律可以知道,末状态系统总动量也为零,已知乙的速度为零,乙的动量为零,则甲与球的动量为零,甲的速度为零,球在甲手中.综上所述本题答案是：0 ；甲13 2m 1m【解析】试题分析：和小船组成的系统动量守恒，根据动量守恒定律求出船移动的位移大小船和人组成的系统，在水平方向上动量守恒，人在船上行进，船向右退， ，则有，人从船头走到船尾，设船相对水的位移为x，则人相对于水的位移为，解得， 14 （1） 不守恒 不守恒 （2）不守恒 守恒【解析】（1）小球沿粗糙的弧形轨道下滑过程，粗糙弧形槽和小球组成的系统水平方向不受外力，则水平方向动量守恒，但是总的动量不守恒；由于是粗糙的弧形轨道，则有阻力做功，机械能不守恒；（2）小球压缩弹簧至最短过程，小球和弹簧组成的系统由于受到墙壁的水平向左的作用力，则动量不守恒；由于只有弹力做功，故机械能守恒；15 【解析】船和人组成的系统，在水平方向上动量守恒