沪科版选修35 探究动量守恒定律 第1课时 作业.docx

一、单项选择题1.如图所示，小车与木箱紧挨着静放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱。关于上述过程，下列说法中正确的是()a男孩与木箱组成的系统动量守恒b小车与木箱组成的系统动量守恒c男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒d木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同解析：选c根据动量守恒的条件可知，男孩、小车与木箱组成的系统动量守恒，木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小相等，方向相反，选项c正确。2.如图所示，a、b两物体质量之比mamb32，原来静止在平板车c上，a、b间有一根被压缩的弹簧，地面光滑。当弹簧突然被释放后，以下系统动量不守恒的是()a若a、b与c上表面间的动摩擦因数相同，a、b组成的系统b若a、b与c上表面间的动摩擦因数相同，a、b、c组成的系统c若a、b所受的摩擦力大小相等，a、b组成的系统d若a、b所受的摩擦力大小相等，a、b、c组成的系统解析：选a如果a、b与c上表面间的动摩擦因数相同，弹簧被释放后，a、b分别相对c向左、向右滑动，它们所受的滑动摩擦力fa向右，fb向左，由于mamb32，所以fafb32，则a、b组成的系统所受的外力之和不为零，故其动量不守恒；对a、b、c组成的系统，a与c、b与c间的摩擦力为内力，该系统所受的外力为竖直方向的重力和支持力，它们的合力为零，故该系统的动量守恒；若a、b所受的摩擦力大小相等，则a、b组成的系统所受的外力之和为零，故其动量守恒。综上所述，a正确。3将质量为1.00 kg的模型火箭点火升空，50 g燃烧的燃气以大小为600 m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)()a30 kgm/sb5.7102 kgm/sc6.0102 kgm/s d6.3102 kgm/s解析：选a燃气从火箭喷口喷出的瞬间，火箭和燃气组成的系统动量守恒，设燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为p，根据动量守恒定律，可得pmv00，解得pmv00.050 kg600 m/s30 kgm/s，选项a正确。4斜向上飞出的一个爆竹，到达最高点时(速度水平向东)立即爆炸成质量相等的三块，前面一块速度水平向东，后面一块速度水平向西，前、后两块的水平速度(相对地面)大小相等、方向相反。则下列说法中正确的是()a爆炸后的瞬间，中间那块的速度大于爆炸前瞬间爆竹的速度b爆炸后的瞬间，中间那块的速度可能水平向西c爆炸后三块将同时落到水平地面上，并且落地时的动量相同d爆炸后的瞬间，中间那块的动能可能小于爆炸前瞬间爆竹的总动能解析：选a设爆竹爆炸前瞬间的速度为v0，爆炸过程中，因为内力远大于外力，则爆竹爆炸过程中动量守恒，设三块质量均为m，中间一块的速度为v，前面一块的速度为v1，则后面一块的速度为v1，由动量守恒定律有3mv0mv1mv1mv，解得v3v0，则中间那块速度方向向东，速度大小比爆炸前的大，则a正确，b错误；由平抛运动规律可知，三块同时落地，但落地时动量不同，c错误；爆炸后的瞬间，中间那块的动能为m(3v0)2，大于爆炸前系统的总动能mv02，d错误。5.一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离。已知前部分的卫星质量为m1，后部分的箭体质量为m2，分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率v1为()av0v2 bv0v2cv0v2 dv0(v0v2)解析：选d火箭和卫星组成的系统，在分离前后沿原运动方向上动量守恒，由动量守恒定律有：(m1m2)v0m1v1m2v2，解得：v1v0(v0v2)，d项正确。6.如图所示，一个倾角为的直角斜面体静置于光滑水平面上，斜面体质量为m，顶端高度为h，今有一质量为m的小物体沿光滑斜面下滑。当小物体从斜面顶端自由下滑到底端时，斜面体在水平面上移动的距离是()a. b.c. d.解析：选c此题属“人船模型”问题。m与m组成的系统在水平方向上动量守恒，设m在水平方向上对地位移为x1，m在水平方向上对地位移为x2，因此有0mx1mx2，且x1x2，解得x2，故c正确。二、多项选择题7.质量为m的小车静止于光滑的水平面上，小车的上表面和圆弧的轨道均光滑。如图所示，一个质量为m的小球以速度v0水平冲向小车，当小球返回左端脱离小车时，下列说法中正确的是()a小球一定沿水平方向向左做平抛运动b小球可能沿水平方向向左做平抛运动c小球可能沿水平方向向右做平抛运动d小球可能做自由落体运动解析：选bcd小球水平冲向小车，又返回左端，到离开小车的整个过程中，系统机械能守恒、水平方向动量守恒，相当于小球与小车发生弹性碰撞。如果mm，小球离开小车向左做平抛运动；如果mm，小球离开小车做自由落体运动；如果mm，小球离开小车向右做平抛运动。8.质量为m、内壁间距为l的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为m的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为。初始时小物块停在箱子的正中间，如图所示。现给小物块一水平向右的初速度v，小物块与箱壁碰撞n次后恰又回到箱子正中间，并与箱子保持相对静止。设碰撞都是弹性的，在整个过程中，系统损失的动能为()a.mv2 b.v2c.nmgl dnmgl解析：选bd由于水平面光滑，箱子和小物块组成的系统动量守恒，二者经多次碰撞后，保持相对静止，易判断两物体最终速度相等设为u，由动量守恒定律得mv(mm)u，系统损失的动能为mv2 (mm)u2v2，b正确；系统损失的动能等于克服摩擦力做的功，即ekwfnmgl，d正确。9.如图所示，小车ab放在光滑水平面上，a端固定一个轻弹簧，b端粘有油泥，ab总质量为m，质量为m的木块c放在小车上，用细绳连接于小车的a端并使弹簧压缩，开始时ab和c都静止，当突然烧断细绳时，c被释放，c离开弹簧向b端冲去，并跟b端油泥粘在一起，忽略一切摩擦，下列说法正确的是()a弹簧伸长过程中c向右运动，同时ab也向右运动bc与b碰前，c与ab的速率之比为mmcc与油泥粘在一起后，ab立即停止运动dc与油泥粘在一起后，ab继续向右运动解析：选bcab与c组成的系统在水平方向上动量守恒，c向右运动时，ab应向左运动，故a错误；设碰前c的速率为v1，ab的速率为v2，则0mv1mv2，得，故b正确；设c与油泥粘在一起后，ab、c的共同速度为v共，则0(mm)v共，得v共0，故c正确，d错误。10.a、b两球沿同一条直线运动，如图所示的xt图像记录了它们碰撞前后的运动情况，其中a、b分别为a、b两球碰撞前的xt图像，c为碰撞后它们的xt图像。若a球质量为1 kg，则b球质量及碰后它们的速度大小分别为()a2 kg b. kgc4 m/s d1 m/s解析：选bd由题图可知碰撞前a、b两球都做匀速直线运动，va m/s3 m/s，vb m/s2 m/s，碰撞后二者合在一起做匀速直线运动，vc m/s1 m/s。碰撞过程中动量守恒，即mavambvb(mamb)vc，可解得mb kg，可知选项b、d正确。三、计算题11如图所示，木块a质量为ma1 kg，足够长的木板b质量为mb4 kg，a、b置于水平面上，质量为mc4 kg的木块c置于木板b上，水平面光滑，b、c之间有摩擦。现使a以v012 m/s的初速度向右运动，a与b碰撞后以4 m/s的速度被弹回。(1)求b运动过程中的最大速度大小；(2)若b足够长，求c运动过程中的最大速度。解析：(1)a与b碰后瞬间，c的运动状态未变，此时b的速度最大。取向右为正方向，由a、b组成的系统动量守恒，有：mav00mavambvb代入数据得vb4 m/s。(2)b与c相互作用使b减速、c加速，由于b足够长，所以b和c能达到相同速度，二者共速后，c速度最大，由b、c组成的系统动量守恒，有mbvb0(mbmc)vc代入数据得vc2 m/s。答案：(1)4 m/s(2)2 m/s12.如图所示，一质量为m3 kg的小车a静止在光滑的水平面上，小车上有一质量为m1 kg的光滑小球b，将一轻质弹簧压缩并锁定，此时弹簧的弹性势能为ep6 j，小球与小车右壁距离为l1 m，解除锁定，小球脱离弹簧后与小车右壁的油灰阻挡层碰撞并被粘住，求：(1)小球脱离弹簧时小球和小车各自的速度大小；(2)在整个过