学教科版选修35 1.3 动量守恒定律的应用 作业（2）.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（2）1如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为2m的光滑弧形槽静止放在光滑水平面上。弧形槽底端与水平面相切，一个质量为m的小物块从槽高h处开始自由下滑，下列说法错误的是a. 在下滑过程中，物块和弧形槽组成的系统机械能守恒b. 在下滑过程中，物块和槽的水平方向动量守恒c. 物块压缩弹簧的过程中，弹簧的最大弹性势能ep=23mghd. 物块被弹簧反弹后，离开弹簧时的速度大小为2gh32如图所示，质量均为m=0.4kg的两长平板小车a和b开始时紧靠在一起都静止于光滑水平面上。小物块(可看成质点)m=0.2kg以初速度v=9m/s从最左端滑上a小车的上表面，最后停在b小车最右端时速度为v2=2m/s，最后a的速度v1为()a. 2m/s b. 1.5m/sc. 1m/s d. 0.5m/s3如图所示，质量为m的小船在静止水面上以速率v0向右匀速行驶，一质量为m的救生员站在船尾，相对小船静止。若救生员以相对水面速率v水平向左跃入水中，则救生员跃出后小船的速率为()a. v0mmv b. v0mm(v0+v)c. v0mmv d. v0mm(v0-v)4“打羽毛球”是一种常见的体育健身活动。当羽毛球以5m/s的水平速度飞来时，运动员迅速挥拍以10m/s的水平速度迎面击球，假设羽毛球和羽毛球拍的碰撞为弹性碰撞，且球拍的质量远大于球的质量，羽毛球反弹的速度大小为a. 25m/s b. 20m/sc. 15m/s d. 5m/s5人的质量m60kg，船的质量m240kg，若船用缆绳固定，船离岸1.5m时，人可以跃上岸。若撤去缆绳，如图所示，人要安全跃上岸，船离岸至多为(设两次跳离时间相等，不计水的阻力，两次人消耗的能量相等)()a. 1.5m b. 1.2mc. 1.34m d. 1.1m6如图所示，质量为m的a球在水平面上静止放置，质量为2m的b球向左运动速度大小为v0，b球与a球碰撞且无机械能损失，碰后a球速度大小为v1，b球的速度大小为v2，碰后相对速度与碰前相对速度的比值定义为恢复系统e=v1v2v00，下列选项正确的是a. e=1 b. e=12 c. e=13 d. e=147一只爆竹竖直升空后，在高为h处达到最高点发生爆炸，分为质量不同的两块，两块质量之比为21，其中小的一块获得水平速度v，则两块爆竹落地后相距 ( )a. 2v2hg b. v2hg c. 3v22hg d. 2v32hg8在光滑水平面上a、b两小车中间有一弹簧，如图所示，用手抓住小车并将弹簧压缩后使小车处于静止状态。将两小车及弹簧看成一个系统，下面说法正确的是()a. 两手同时放开后，系统总动量始终为零b. 先放开左手，再放开右手后,动量不守恒c. 先放开左手，后放开右手,总动量向右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9在质量为m的小车中挂有一单摆，摆球的质量为m0，小车（和单摆）以恒定的速度v0沿光滑水平面运动，与位于正对面的质量为m的静止木块发生碰撞，如图所示，碰撞的时间极短，在碰撞过程中，下列情况可能发生的是（ ）a. 小车和摆球的速度都变为v1，木块的速度变为v2，满足m+m0v0=m+m0v1+mv2b. 小车、木块、摆球的速度都发生变化，分别变为v1、v2、v3，满足m+m0v0=mv1+mv2+m0v3c. 摆球的速度不变，小车和木块的速度变为v1和v2，满足mv0=mv1+mv2d. 摆球的速度不变，小车和木块的速度都变为v，满足mv0=m+mv10质量为m的小船静止在平静的湖面上，船头和船尾各站一位质量均为m的游泳爱好者两人分别从船头和船尾沿相反的方向跃入水中，则下列说法中正确的有a. 若两人同时以相等的速率跃入水中，则船仍保持静止b. 若两人先后以相等的相对水的速率跃入水中，则船速等于零c. 若两人先后以相等的相对船的速率跃入水中，则船速等于零d. 无论两人如何跃入水中，船始终保持静止11有一条捕鱼小船停靠在湖边码头，小船又窄又长一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量，他进行了如下操作：首先将船平行码头自由停泊，轻轻从船尾上船，走到船头后停下来，而后轻轻下船，用卷尺测出船后退的距离为d，然后用卷尺测出船长l，已知他自身的质量为m，则渔船的质量m=_12质量分别为m1和m2的两个小球在光滑的水平面上分别以速度v1、v2同向运动并发生对心碰撞，碰后m2被右侧的墙原速弹回，又与m1相碰，碰后两球都静止。则两球第一次碰后m1球的速度大小为_。13一质量为1.0kg的小球静止在光滑水平面上，另一质量为0.5kg的小球以2m/s的速度和静止的小球发生碰撞，碰后以0.2m/s的速度被反弹，仍在原来的直线上运动，碰后两球的总动量是_kgm/s，原来静止的小球获得的速度大小为_m/s.14质量为m1=0.1kg的物块a在光滑的水平面上以0.3m/s的速率向右运动,恰遇上质量m2=0.5kg的物块b以0.1m/s的速率向左运动,两物块正碰后,物块b恰好停止,那么碰撞后物块a的速度大小是_,方向_(填“向左”或“向右”) 15一门旧式大炮水平射出一枚质量为10kg的炮弹,炮弹飞出的水平速度为600m/s,炮身质量是2吨,则大炮后退的速度为_。16如图所示，一枚导弹模型在5m高处以10m/s的速度水平向右飞行时，炸裂成质量比为3:2的两块，质量大的那块以30m/s的速度向左飞行，取g=10 m/s2，不计炸药的质量，则质量小的那块的速度为_；两块在水平地面上的落地点相距_m。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1d【解析】滑块下滑过程，只有重力做功，系统机械能守恒，故a正确；滑块下滑过程，滑块与弧形槽组成的系统水平方向所受合外力为零，系统水平方向动量守恒，故b正确；设小球到达水平面时速度大小为v1，槽的速度大小为v2，且可判断球速度方向向右，槽的速度方向向左，以向右为正方向，在球和槽在球下滑过程中，系统水平方向动量守恒，由动量守恒定律得：mv1-2mv2=0，由机械能守恒定律得：mgh=12mv12+122mv22，由以上两式解得：v1=2gh3，v2=gh3，物块与弹簧相互作用过程系统机械能守恒，物块离开弹簧时速度大小与物块接触弹簧前的速度大小相等，v=v1=2gh3，故d错误；物块与弹簧相互作用过程系统机械能守恒，物块速度为零时，弹簧的弹性势能最大，由机械能守恒定律可知，最大弹性势能ep=12mv12=2mgh3，故c正确；本题选错误的，故选d。点睛：本题考查了动量守恒定律与机械能守恒定律的应用，分析清楚物体运动过程，应用动量守恒定律与机械能守恒定律即可正确解题2b【解析】以两木板与物块组成的系统为研究对象，以物块的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得mv=mv1+(m+m)v2，代入数据得：v1=1.5m/s，故b正确，acd错误；故选b。3b【解析】在跃出的过程中船人组成的系统水平方向动量守恒，规定向右为正方向，(m+m)v0=mvmv，解得v=v0+mm（v0+v)，故b正确，acd错误；故选b。【点睛】本题关键选择人跃出前后的过程运用动量守恒定律列式求解。4a【解析】设碰撞前羽毛球和羽毛球拍的速度分别为v1和v2，碰后羽毛球和羽毛球拍的速度分别为v1 和v2 。取碰撞前羽毛球的速度方向为正方向，根据动量守恒定律和机械能守恒定律得：m1v1+m2v2=m1v1+m2v2，12m1v12+12m2v22=12m1v12+12m2v22。联立得v1=m1m2v1+2m2v2m1+m2 ，据题有m1m2得v1=2v2v1=210(5)=25m/s。故a正确。 5c【解析】以人的方向为正方向，撤去缆绳，由动量守恒定律可知，0=mv1-mv2；由于两次人消耗的能量相等，故人跳起时的动能不变；则由功能关系可知：12mv02=12mv12+12mv22 解得：v1=mm+mv0 所以x1=v1t=mm+mx0=24060+2401.5m=1.34m，故c正确。点晴：本题考查动量守恒定律及机械能守恒定律的综合应用，要注意正确分析功能关系以及动量守恒定律的规律才能正确求解。6a【解析】ab在碰撞的过程中，根据动量守恒可得，2mv0=mv1+2mv2，在碰撞的过程中机械能守恒，可得122mv02=12mv12+122mv22，解得v1=43v0，v2=13v0，碰后相对速度与碰前相对速度的比值定义为恢复系统e=v1v2v00=1，故a正确，bcd错误；故选a。7c【解析】试题分析：根据两块爆竹爆炸时水平方向动量守恒求出大块爆竹的速度，然后根据平抛运动求出时间和水平位移因为两块质量之比为21，则设其中一块质量为m，则另一块质量为2m，爆炸内力远大于外力，故系统动量守恒，以v的速度方向为正方向，由动量守恒定律得mv2mv=0，解得v=12v，设两块爆竹落地用的时间为t，则有h=12gt2，落地点，两者间的距离为x=v+vt，解得x=3v22hg，c正确8ad【解析】a、在两手同时放开后，水平方向无外力作用，只有弹簧的弹力（内力）作用，故动量守恒，即系统的总动量始终为零，故a正确；b、先放开左手，再放开右手后，是指两手对系统都无作用力之后的那一段时间，系统所受合外力也为零，即动量是守恒的，故b错误；c、先放开左手，系统在右手作用下，产生向左的冲量，故有向左的动量，再放开右手后，系统的动量仍守恒，即此后的总动量向左，故c项错误；d、无论何时放开手，只要是两手都放开就满足动量守恒的条件，即系统的总动量保持不变。若同时放开，那么作用后系统的总动量就等于放手前的总动量，即为零；若两手先后放开，那么两手都放开后的总动量就与放开最后一只手后系统所具有的总动量相等，即不为零，故d正确；故选ad。9cd【解析】在碰撞过程中，由于惯性，摆球的速度不变。故ab错误。摆球的速度不变，小车和木块组成的系统动量守恒，若碰后小车和木块的速度变v1和v2，取向右为正方向，根据动量守恒有：mv=mv1+mv2故c正确。摆球的速度不变，小车和木块的速度变为v，取向右为正方向，根据动量守恒定律有：mv=（m+m）v故d正确。故选cd。点睛：解决本题的关键合理选择研究对象，知道在碰撞的瞬间前后摆球的速度不变，没有参与碰撞，明确小车和木块组成的系统动量守恒10ab【解析】两个人和船组成的系统在水平方向上动量守恒，开始总动量为零，不管谁先跃入水中，若两人相对水的速率相等，则有：0=mv-mv+mv，可知v=0，故a正确，b正确。若两人先后以相等的相对船的速率跃入水中，可知两人相对水的速度大小不等，根据动量守恒知，船速不为零，故cd错误。故选ab。点睛：解决本题的关键掌握动量守恒定律，并能灵活运用运用动量守恒定律时注意速度的方向11mldd【解析】设人走动时船的速度大小为v，人的速度大小为v，人从船尾走到船头所用时间为t。取船的速度为正方向。则v=dt，v=ldt，根据动量守恒定律mvmv=0，则得mdt=mldt，解得渔船的质量m=mldd12【解析】根据动量守恒定律得：第1次碰撞过程： 第2次碰撞过程： 解得： 点睛：两个小球发生了两次碰撞，每次碰撞过程系统的动量都守恒，根据动量守恒定律分别研究两次碰撞的过程，求解两球第一次碰后m1球的速度大小。 13 1 1.1m/s【解析】取碰撞前质量为0.5kg的小球的速度方向为正方向，由动量守恒定律得： 所以碰后两球的总动量为： 根据： ，得： 。点睛：本题是动量守恒定律的简单应用，要注意选取正方向，用正负号表示速度的方向。14 0.2m/s 向左【解析】设向右为正方向,由动量守恒定律得，代入数据解得,负号表示方向向左。153m