高中物理 动量守恒定律的应用课时训练4（含解析）新人教版选修35.doc

课时训练4动量守恒定律的应用一、非标准1.如图所示,光滑圆槽静止在光滑的水平面上,其内表面有一小球被细线吊着,恰位于槽的边缘处,如将线烧断,小球滑到另一边的最高点时,圆槽的速度为()a.0b.向左c.向右d.无法确定答案:a 解析:小球和圆槽组成的系统在水平方向不受外力,故系统在水平方向上动量守恒。细线被烧断瞬间,系统在水平方向上的总动量为零,又知小球到达最高点时,球与槽水平方向上有共同速度,设为v,根据动量守恒定律有:0=(m0+m)v,所以v=0。选项a正确。2.如图所示,三辆完全相同的平板小车a、b、c成一直线排列,静止在光滑水平面上,c车上有一小孩跳到b车上,接着又立即从b车跳到a车上,小孩跳离c车和b车时对地的水平速度相同,他跳到a车上没有走动便相对a车静止。此后()a.a、c两车运动速率相同b.三辆车运动速率关系为vcvavbc.a、b两车运动速度相同d.a、c两车运动方向相同答案:b解析:设人的质量为m,对地速度为v0,车的质量为m。人从c车跳出有:0=mv0-mvc人跳到b车再跳出,有mv0=mvb+mv0人跳上a车,有mv0=(m+m)va,可得vcvavb。3.两辆质量相同的小车a和b静止于光滑的水平面上,且a车上站有一人,若这个人从a车跳到b车上,接着又跳回a车,仍与a车保持静止,则此时a车的速度()a.等于零b.小于b车的速度c.大于b车的速度d.等于b车的速度答案:b解析:人由a车跳上b车,又由b车跳回a车的整个过程中,人与a、b两车组成的系统动量守恒,系统初动量为零,所以末态a车与人的动量大小与b车的动量大小相等、方向相反,而人站在a车上,故a车的速度小于b车。4.装好炮弹的大炮总质量为m0,其中炮弹的质量为m,已知炮弹出口时对地的速度大小为v,方向与水平方向间的夹角为,不计炮身与地面间的摩擦,则炮车后退的速度大小是()a.b.c.d.答案:b解析:炮弹和炮身在水平方向上不受外力作用,故在水平方向上炮弹和炮身组成的系统动量守恒:mvcos =(m0-m)v,所以v=,故选项b正确。5.(多选)如图所示,静止在光滑水平面上的物块a和b的质量分别为m和2m,它们之间用轻弹簧相连。在极短的时间内对物块a作用一个水平向右的冲量i,可知()a.物块a立刻有速度va=b.物块b立刻有速度vb=c.当a与b之间的距离最小时,a的速度为零,b的速度为vb=d.当a与b之间的距离最小时,a与b有相同速度v=答案:ad解析:由动量定理,在物块a受到一个水平向右的冲量i时,则a立即获得了速度va=,由于b此时并未受冲击,故速度保持为零。此后,系统动量守恒,当a与b之间的距离最小时,a与b有相同速度,此时根据动量守恒定律,mva=3mv,则v=。6.(多选)平板车b静止在光滑水平面上,在其左端另有物体a以水平初速度v0向车的右端滑行,如图所示。由于a、b间存在摩擦,因而a在b上滑行后,a开始做减速运动,b做加速运动(设b车足够长),则b车速度达到最大时,应出现在()a.a的速度最小时b.a、b速度相等时c.a在b上相对静止时d.b车速度为0时答案:abc解析:由于a、b之间存在摩擦力,a做减速运动,b做加速运动,当两个物体的速度相等时,相对静止,摩擦力消失,变速运动结束,此时a的速度最小,b的速度最大,因此选项a、b、c正确;此后a、b一起匀速运动,所以d项错误。7.手榴弹在离地高h处时的速度方向恰好沿水平方向,速度大小为v,此时,手榴弹炸裂成质量相等的两块,设消耗的火药质量不计,爆炸后前半块的速度方向仍沿水平向左,速度大小为3v,那么两块弹片落地点之间的水平距离多大?答案:4v解析:手榴弹在空中爆炸时间极短,且重力远小于爆炸力,重力的冲量可忽略,手榴弹在爆炸的瞬间动量守恒,设爆炸后每块质量为m,向左为正方向,则由动量守恒定律得2mv=m3v+mv,则后半块速度v=-v,即v方向向右,由平抛运动知,弹片落地时间t=,因此两块弹片落地点间的水平距离x=3vt+|v|t=4v。8.如图所示,质量m1=0.3 kg的小车静止在光滑的水平面上,车长l=1.5 m,现有质量m2=0.2 kg、可视为质点的物块,以水平向右的速度v0=2 m/s从左端滑上小车,最后在车面上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数=0.5,g取10 m/s2,求:(1)物块在车面上滑行的时间t;(2)要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车左端的速度v0不超过多少?答案:(1)0.24 s(2)5 m/s解析:(1)设物块与小车共同速度为v,以水平向右为正方向,根据动量守恒定律有m2v0=(m1+m2)v设物块与车面间的滑动摩擦力大小为f,对物块应用牛顿运动定律有f=m2又f=m2g解得t=代入数据得t=0.24 s。(2)要使物块恰好不从车面滑出,须使物块到达车面最右端时与小车有共同的速度,设其为v,则m2v0=(m1+m2)v由功能关系有m2v02=(m1+m2)v2+m2gl代入数据解得v0=5 m/s故要使物块不从车右端滑出,物块滑上小车左端的速度v0不超过5 m/s。9.如图所示,水平地面上固定有高为h的平台,台面上有固定的光滑坡道,坡道顶端距台面高也为h,坡道底端与台面相切。小球a从坡道顶端由静止开始滑下,到达水平光滑的台面后与静止在台面上的小球b发生碰撞,并粘连在一起,共同沿台面滑行并从台面边缘飞出,落地点与飞出点的水平距离恰好为台高的一半。两球均可视为质点,忽略空气阻力,重力加速度为g。求:(1)小球a刚滑至水平台面的速度va;(2)a、b两球的质量之比mamb。答案:(1)(2) 13解析:(1)小球a从坡道顶端到滑至水平台面的过程中,由机械能守恒定律,得