2012高中物理 第16章 3 动量守恒定律课后巩固练习 新人教版选修3-5

用心 爱心 专心1 3 3 动量守恒定律动量守恒定律 一 单项选择题 1 甲球与乙球相碰 甲球的速度减少了 5 m s 乙球速度增加了 3 m s 则甲 乙两 球质量之比是 B A 2 1 B 3 5 C 5 3 D 1 2 解析 根据动量守恒定律转移表述m1 v1 m2 v2可得 m甲 m乙 v乙 v甲 3 5 2 沿水平方向飞行的手榴弹 它的速度是 20 m s 此时在空中爆炸 分裂成 1 kg 和 0 5 kg 的两块 其中 0 5 kg 的那块以 40 m s 的速率沿原来速度相反的方向运动 此时另 一块的速率为 C A 10 m s B 30 m s C 50 m s D 70 m s 解析 手榴弹爆炸 外力远小于内力 可近似地看做动量守恒 根据 m1 m2 v m1v1 m2v2 可得v2 1 0 5 20 0 5 40 1 m s 50 m s 3 A B两物体的质量分别为m和 2m 他们在光滑平面上以相同的动量运动 两者相 碰后 A的运动方向未变 但速率减为原来的一半 则碰后两物体的速率之比为 D A 1 2 B 1 3 C 2 1 D 2 3 解析 由mv 2m m 2mv 得 v 碰后两物体的速率之比为 2 3 v 2 v 2 3v 4 v 2 3v 4 4 质量分别为m1 m2的小球在一直线上相碰 它们在碰撞前后的位移 时间图象如 图 16 3 7 所示 若m1 1 kg 则m2等于 C 图 16 3 7 A 1 kg B 2 kg C 3 kg D 4 kg 解析 碰前m1匀速 v1 4 m s m2静止 碰后两者运动方向相反 m1速度方向改变 v 1 2 m s v 2 2 m s 由m1v1 m1v 1 m2v 2代入数据得m2 3 kg 二 双项选择题 5 向空中发射一物体 不计空气阻力 当此物体的速度恰好沿水平方向时 物体炸裂 成a b两块 若质量较大的a块的速度方向仍沿原来的方向 则 CD A b的速度方向一定与原速度方向相反 B 从炸裂到落地的这段时间里 a飞行的水平距离一定比b的大 C a b一定同时到达水平地面 D 在炸裂过程中 a b的动量的变化量大小一定相等 解析 由于不知道a块与原物体的动量大小关系 所以b块的运动情况无法确定 但 在竖直方向上a块 b块均做自由落体运动 高度一样 所以飞行时间相同 动量守恒 用心 爱心 专心2 只有两物体 动量的变化量必然相等 6 2011 年金山中学期末 质量为ma 0 5 kg 的物体a以某一速度与另一质量为 mb 1 5 kg 的静止物体b在光滑水平面上正碰 若不计碰撞时间 碰撞前后物体a的位移 时间图象如图 16 3 8 所示 则 AB 图 16 3 8 A 碰前a的动量大小为 2 kg m s B 碰后b的动量大小为 1 5 kg m s C 碰撞过程b的动量改变了 0 5 kg m s D 碰撞过程a的动量改变了 0 5 kg m s 解析 由图可得出碰前a的速度大小为 4 m s 碰后为 1 m s 因此a碰前动量为 2 kg m s 碰后为 0 5 kg m s 减小了 1 5 kg m s 则b的动量增加了 1 5 kg m s A B 正确 7 如图 16 3 9 所示 在光滑水平面上停放着质量为m装有光滑弧形槽的小车 一 个质量也为m的小球以水平速度v0沿槽口向小车滑去 到达某一高度后 小球又返回右端 则 BC A 小球以后将向右做平抛运动 B 小球将做自由落体运动 C 此过程小球对小车做的功为 mv2 0 2 D 小球在弧形槽上升的最大高度为 v2 0 2g 解析 小球升到高点时与小车相对静止 有共同速度v 由水平方向动量守恒得 mv0 2mv 由机械能守恒定律得 mv 2 mgh 1 22 0 1 2mv 2 由 得 h 知 D 错 v2 0 4g 从小球射入到滚下并离开小车 系统在水平方向动量守恒 由于无摩擦 故机械能守 恒 设小球速度大小为v1 小车速度大小为v2 则有mv0 mv2 mv1和 mv mv mv 解得v2 v0 v1 0 即两者交换速度 故 B C 正确 A 错 1 22 0 1 22 2 1 22 1 图 16 3 9 8 如图 16 3 10 所示 两只小球在光滑水平面上沿同一直线运动 已知m1 2 kg m2 4 kg m1以 2 m s 的速度向右运动 m2以 8 m s 的速度向左运动 两球相撞后 m1以 10 m s 的速度向左运动 由此可得 BD 用心 爱心 专心3 图 16 3 10 A 相撞后m2的速度大小为 2 m s 方向向右 B 相撞后m2的速度大小为 2 m s 方向向左 C 在相撞过程中 m1的动量改变大小为 24 kg m s 方向向右 D 在相撞过程中 m1的动量改变大小为 24 kg m s 方向向左 9 在下列几种现象中 哪一种动量不守恒 AC A 在粗糙的水平面上两球发生碰撞 B 车静止在光滑水平面上 人从车头走到车尾 C 运动员推出铅球 D 在光滑水平面上放一木块 子弹沿水平方向射入 三 非选择题 10 抛出的手雷在最高点时水平速度为 10 m s 这时突然炸成两块 其中大块质量 300 g 仍按原方向飞行 其速度测得为 50 m s 另一小块质量为 200 g 求它的速度的大 小和方向 解 手雷在空中爆炸时所受合外力应是它受到的重力G m1 m2 g 可见系统的动量 并不守恒 但在爆炸瞬间 内力远大于外力 外力可以忽略不计 系统动量近似守恒 设手雷原飞行方向为正方向 则整体初速度v0 10 m s m1 0 3 kg 的大块速度为 v1 50 m s m2 0 2 kg 的小块速度为v2 由动量守恒定律 m1 m2 v0 m1v1 m2v2 v2 m1 m2 v0 m1v1 m2 m s 0 3 0 2 10 0 3 50 0 2 50 m s 此结果表明 质量为 200 g 的部分以 50 m s 的速度向反方向运动 其中负号表示与所 设正方向相反 11 潮汕 2012 届高三摸底 用不可伸长的细线悬挂一质量为M的小木块 木块静 止 如图 16 3 11 所示 现有一质量为m的子弹自左方水平地射向木块并停留在木块中 子弹初速度为v0 求 1 子弹射入木块瞬间子弹和木块的速度大小 2 子弹与木块上升的最大高度 图 16 3 11 解 子弹射入木块瞬间动量守恒 mv0 M m v 得v mv0 M m 子弹和木块一起上升 上升过程只有重力做功 机械能守恒 则有 M m v2 M m gh 1 2 解得h m2v2 0 2 M m 2g 用心 爱心 专心4 12 佛山南海区 2012 届高三摸底 如图 16 3 12 所示 光滑水平面AB与粗糙斜面 BC在B处通过圆弧衔接 质量M 0 3 kg 的小木块静止在水平面上的A点 现有一质量 m 0 2 kg 子弹以v0 20 m s 的初速度水平地射入木块 但未穿出 它们一起沿AB运动 并冲上BC 已知木块与斜面间的动摩擦因数 0 5 斜面倾角 45 重力加速 度g 10 m s2 木块在B处无机械能损失 试求 1 子弹射入木块后的共同速度 2 子弹和木块能冲上斜面的最大高度 图 16 3 12 解 1 子弹射入木块的过程中 子弹与木块系统动量守恒 设共同速度为v 则 mv0 m M v代入数据解得v 8 m s 2 子弹与木块以v的初速度冲上斜面 到达最大高度时 瞬时速度为零 子弹和木块在斜面上受到的支持力 N M m gcos 受到摩擦力f N M m gcos 对冲上斜面的过程应用动能定理 设最大高度为h 有 M m gh f 0 M m v2 h sin 1 2 代入数据 解以上两式得h 2 13 m 13 如图 16 3 13 所示 小球A和小球B质量相同 球B置于光滑水平面上 当球 A从高为h处由静止摆下 到达最低点恰好与B相碰 并黏合在一起继续摆动 它们能上 升的最大高度是 C 图 16 3 13 A h B h 2 C h 4 D h 8 解析 A下落时 机械能守恒 A B碰撞动量守恒 A B整体上升时机械能守恒 14 双选 如图 16 3 14 所示 三辆相同的平板小车a b c成一直线排列 静止 在光滑水平地面上 c车上一个小孩跳到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车保持静止 此后 AD 图 16 3 14 A b车的运动速率为零 B a b两车的运动速率相等 C 三辆车的运动速率相等 用心 爱心 专心5 D a c两车的运动方向一定相反 解析 人跳离c小车时人与c小车为一系统 动量守恒 人跳上b车到跳离b车以人 与b车为一系统 动量守恒 人跳上a车以人与a车为一系统 动量守恒 以这三个状态 分别研究即可 15 如图 16 3 15 所示 甲车的质量是 2 kg 静止在光滑水平面上 上表面光滑 右端放一个质量为 1 kg 的小物体 乙车质量为 4 kg 以 5 m s 的速度向左运动 与甲车 碰撞以后甲车获得 8 m s 的速度