沪科版选修35 探究动量守恒定律 第1课时 作业.docx

动量守恒定律1一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块a并留在其中，a、b用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，如图所示。则在子弹打击木块a及弹簧被压缩的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统()a动量守恒，机械能守恒b动量不守恒，机械能守恒c动量守恒，机械能不守恒d无法判定动量、机械能是否守恒解析：选c动量守恒的条件是系统不受外力或所受外力的合力为零，本题中子弹、两木块、弹簧组成的系统，水平方向上不受外力，竖直方向上所受外力的合力为零，所以动量守恒。机械能守恒的条件是除重力、弹力对系统做功外，其他力对系统不做功，本题中子弹射入木块瞬间有部分机械能转化为内能，故系统机械能不守恒，只有选项c正确。2. (2018南平模拟)如图所示，a、b两物体质量分别为ma、mb，且mamb，置于光滑水平面上，相距较远。将两个大小均为f的力，同时分别作用在a、b上经过相同距离后，撤去两个力，两物体发生碰撞并粘在一起后将()a停止运动b向左运动c向右运动 d运动方向不能确定解析：选c已知两个力大小相等，mamb，由牛顿第二定律可知，两物体的加速度aaab，又知xaxb，由运动学公式得xaaata2，xbabtb2，可知tatb，由iafta，ibftb，可得iaib，由动量定理可知pa0ia，pb0ib，则papb，碰前系统总动量方向向右，碰撞过程动量守恒，由动量守恒定律可知，碰后总动量方向向右，故a、b、d错误，c正确。3多选质量为m和m0的滑块用轻弹簧连接，以恒定的速度v沿光滑水平面运动，与位于正对面的质量为m的静止滑块发生碰撞，如图所示，碰撞时间极短，在此过程中，下列情况可能发生的是()am、m0、m速度均发生变化，分别为v1、v2、v3，而且满足(mm0)vmv1m0v2mv3bm0的速度不变，m和m的速度变为v1和v2，而且满足mvmv1mv2cm0的速度不变，m和m的速度都变为v，且满足mv(mm)vdm、m0、m速度均发生变化，m、m0速度都变为v1，m的速度变为v2，且满足(mm0)v(mm0)v1mv2解析：选bc在m与m碰撞的极短时间内，m0的速度来不及改变，故a、d均错误；m与m碰撞后可能同速，也可能碰后不同速，故b、c均正确。4如图所示，一质量m3.0 kg的长方形木板b放在光滑水平地面上，在其右端放一个质量m1.0 kg的小木块a。给a和b以大小均为4.0 m/s，方向相反的初速度，使a开始向左运动，b开始向右运动，a始终没有滑离木板b。 在小木块a做加速运动的时间内，木板速度大小可能是()a1.8 m/sb2.4 m/sc2.8 m/s d3.0 m/s解析：选ba先向左减速到零，再向右做加速运动，在此期间，木板做减速运动，最终它们保持相对静止，设a减速到零时，木板的速度为v1，最终它们的共同速度为v2，取水平向右为正方向，则mvmvmv1，mv1(mm)v2，可得v1 m/s，v22 m/s，所以在小木块a做加速运动的时间内，木板速度大小应大于2.0 m/s而小于 m/s，只有选项b正确。5(2018厦门质检)如图所示，两辆质量均为m的小车a和b置于光滑的水平面上，有一质量为m的人静止站在a车上，两车静止。若这个人自a车跳到b车上，接着又跳回a车并与a车相对静止。则此时a车和b车的速度之比为()a bc d解析：选c规定向右为正方向，则由动量守恒定律有：0mvb(mm)va，得，故c正确。b级中档题目练通抓牢6.(2018桂林质检)如图所示，光滑水平面上有大小相同的a、b两个小球在同一直线上运动。两球质量关系为mb2ma，规定向右为正方向，a、b两球的动量均为8 kgm/s，运动过程中两球发生碰撞，碰撞后a球的动量增量为4 kgm/s，则()a右方为a球，碰撞后a、b两球的速度大小之比为 23b右方为a球，碰撞后a、b两球的速度大小之比为 16c左方为a球，碰撞后a、b两球的速度大小之比为 23d左方为a球，碰撞后a、b两球的速度大小之比为 16解析：选ca、b 两球发生碰撞，规定向右为正方向，由动量守恒定律可得papb，由于碰后a球的动量增量为负值，所以右边不可能是a球，若是a球则动量的增量应该是正值，因此碰撞后a球的动量为4 kgm/s，所以碰撞后b球的动量是增加的，为12 kgm/s，由于mb2ma，所以碰撞后a、b两球速度大小之比为23，故c正确。7(2018北京丰台区质检)如图所示，两质量分别为m1和m2的弹性小球a、b叠放在一起，从高度为h处自由落下，h远大于两小球半径，落地瞬间，b先与地面碰撞，后与a碰撞，所有的碰撞都是弹性碰撞，且都发生在竖直方向、碰撞时间均可忽略不计。已知m23m1，则a反弹后能达到的高度为()ah b2hc3h d4h解析：选d所有的碰撞都是弹性碰撞，所以不考虑能量损失。设竖直向上为正方向，根据机械能守恒定律和动量守恒定律可得，(m1m2)gh(m1m2)v2，m2vm1vm1v1m2v2，(m1m2)v2m1v12m2v22，m1v12m1gh1，将m23m1代入，联立可得h14h，选项d正确。8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 bc 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。由可得x2，故c正确。9.如图所示，小车的质量m2.0 kg，带有光滑的圆弧轨道ab和粗糙的水平轨道bc，且两轨道相切于b点。一小物块(可视为质点)质量为m0.5 kg，与轨道bc间的动摩擦因数0.10，bc部分的长度l0.80 m，重力加速度g取10 m/s2。(1)若小车固定在水平面上，将小物块从ab轨道的d点静止释放，小物块恰好可运动到c点。试求d点与bc轨道的高度差；(2)若将小车置于光滑水平面上，小物块仍从ab轨道的d点静止释放，试求小物块滑到bc中点时的速度大小。解析：(1)设d点与bc轨道的高度差为h，根据动能定理有mghmgl，解得：h8.0102 m。(2)设小物块滑到bc中点时小物块的速度为v1，小车的速度为v2，对系统，水平方向动量守恒有：mv1mv20；根据功能关系有：mgmgh；由以上各式，解得：v10.80 m/s。答案：(1)8.0102 m(2)0.80 m/s10(2017天津高考)如图所示，物块a和b通过一根轻质不可伸长的细绳相连，跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧，质量分别为ma2 kg、mb1 kg。初始时a静止于水平地面上，b悬于空中。现将b竖直向上再举高h1.8 m(未触及滑轮)，然后由静止释放。一段时间后细绳绷直，a、b以大小相等的速度一起运动，之后b恰好可以和地面接触。取g10 m/s2，空气阻力不计。求：(1)b从释放到细绳刚绷直时的运动时间t；(2)a的最大速度v的大小；(3)初始时b离地面的高度h。解析：(1)b从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动，有hgt2代入数据解得t0.6 s。(2)设细绳绷直前瞬间b速度大小为vb，有vbgt细绳绷直瞬间，细绳张力远大于a、b的重力，a、b相互作用，由动量守恒得mbvb(mamb)v之后a做匀减速运动，所以细绳绷直后瞬间的速度v即为a的最大速度，联立式，代入数据解得v2 m/s。(3)细绳绷直后，a、b一起运动，b恰好可以和地面接触，说明此时a、b的速度为零，这一过程中a、b组成的系统机械能守恒，有(mamb)v2mbghmagh代入数据解得h0.6 m。答案：(1)0.6 s(2)2 m/s(3)0.6 mc级难度题目自主选做11.(2018德阳一诊)如图所示，放在光滑水平桌面上的a、b两小木块中部夹一被压缩的轻弹簧，当轻弹簧被放开时，a、b两小木块各自在桌面上滑行一段距离后，飞离桌面落在地面上。若ma3mb，则下列结果正确的是()a若轻弹簧对a、b做功分别为w1和w2，则有w1w211b在与轻弹簧作用过程中，两木块的速度变化量之和为零c若a、b在空中飞行时的动量变化量分别为p1和p2，则有p1p211d若a、b同时离开桌面，则从释放轻弹簧开始到两木块落地的这段时间内，a、b两木块的水平位移大小之比为13解析：选d弹簧弹开木块过程中，两木块及弹簧组成的系统动量守恒，取水平向左为正方向，由动量守恒定律得：mavambvb0，则速度之比vavb13，根据动能定理得：轻弹簧对a、b做功分别为w1mava2，w2mbvb2，联立解得w1w213，故a错误。根据动量守恒定律得知，在与轻弹簧作用过程中，两木块的动量变化量之和为零，即mavambvb0，可得，vavb0，故b错误。a、b离开桌面后都做平抛运动，它们抛出点的高度相同，运动时间相等，设为t，由动量定理得：a、b在空中飞行时的动量变化量分别为p1magt，p2mbgt，所以p1p231，故c错误。平抛运动水平方向的分运动是匀速直线运动，由xv0t知，t相等，则a、b两木块的水平位移大小之比等于vavb13，故d正确。12如图所示，在光滑水平面上放置一个质量为m的滑块，滑块的一侧是一个弧形凹槽oab，凹槽半径为r，a点切线水平。另有一个质量为m的小球以速度v0从a点冲上凹槽，重力加速度大小为g，不计摩擦。下列说法中正确的是()a当v0时，小球能到达b点b如果小球的速度足够大，球将从滑块的左侧离开滑块后落到水平面上c当v0时，小球在弧形凹槽上运动的过程中，滑块的动能一直增大d如果滑块固定，小球返回a点时对滑块的压力为m解析