高考物理总复习巩固练习动量守恒定律的应用（基础）

【巩固练习】一、选择题1、(2015 安徽模拟)如图所示，质量为m的人，站在质量为M的车的一端，相对于地面静止当车与地面间的摩擦可以不计时，人由一端走到另一端的过程中，则()A人运动得越快，车运动得越慢B车的运动方向与人的运动方向相反C人在车上行走时，车可以相对地面静止D车的运动方向可以与人的运动方向相同2、质量为1kg的物体在距离地面高5m处由静止自由下落，正好落在以5m/s速度沿光滑水平面匀速行驶的装有沙子的小车中，车与沙子的总质量为4kg，当物体与小车相对静止后，小车的速度为（ ）A.3m/sB.4m/s C.5m/s D.6m/s3、如图所示，质量为M，长度为的车厢，静止于光滑的水平面上，车厢内有一质量为m的物体以初速度向右运动，与车厢壁来回碰撞n次后静止在车厢中，这时车厢的速度是（ ）A. ，水平向右 B. 0C. ，水平向左 D.，水平向右4、 A、B两小球在光滑水平面上沿同一直线向同一方向运动，并以该方向为正方向，mA=1kg，mB=2kg，=6m/s，=2m/s，A追上B发生碰撞后，A、B速度不可能为下列的（ ）A. B.2m/s，4m/sC.7m/s, 1.5m/s D.-4m/s, 8m/s5、两个完全相同的小钢球在光滑的水平面上分别以和的速率相向运动，设碰撞可看成是弹性碰撞，则它们发生正碰后的速度和分别为 （ ） A. B. C. D. 6、速度为的氦核与静止的质子发生正碰，氦核的质量为质子的4倍，碰撞是弹性碰撞，求碰撞后两个粒子的速度分别为 （ ）A. B. C. D. 7、质量为的小球以的速度与质量为的静止的小球相碰。关于碰后的速度，下列可能的是（ ）A. ， B. ， C. ， D. ，8、两根磁铁放在两辆小车上，小车能在水平面上自由移动，甲车与磁铁总质量为1kg，乙车与磁铁总质量为2kg，两根磁铁的S极相对。推动一下使小车相向而行，若某时刻甲的速度为3m/s，乙的速度为2m/s（与甲的速度方向相反），之后可以看到，它们还没有碰上就分开了，则（ ） A甲车开始反向时，乙车速度减为0.5m/s，方向不变 B乙车开始反向时，甲车速度为0.5m/s，方向与原来速度方向相反 C两者距离最近时，速率相等，方向相反 D两者距离最近时，速率都约为0.33m/s，方向都与甲车后来的速度方向一致9、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2:1，其中小的一块获得水平速度,则两块爆竹落地后相距( )A.B.C. D.10、（2014 重庆卷）一弹丸在飞行到距离地面5 m高时仅有水平速度v2 m/s，爆炸成为甲、乙两块水平飞出，甲、乙的质量比为31，不计质量损失，重力加速度g取10 m/s2，则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是二、填空题1、一人坐在冰面的小车上，人与车的总质量为M=70kg，当它接到一个质量m=20kg，以速度=5m/s迎面滑来的木箱后，立即以相对于自己为=5m/s的速度逆着木箱原来滑行的方向推出，不计冰面阻力，则小车获得的速度为_m/s。2、两磁铁各固定在一辆小车上，小车能在水平面上无摩擦地沿直线运动，已知甲车和磁铁的总质量为0.5kg，乙车和磁铁的总质量为1.0kg，两磁铁的N极相对，推动一下，使两车相向运动，某时刻甲车的速度大小是2m/s，乙车的速度大小为3m/s，且仍在相向运动，则两车的距离最近时，乙车的速度大小为_m/s；甲车速度为零时，乙车的速度大小为_m/s。3、如图所示，在支架的圆孔上放一质量为M的木球，一质量为m的子弹以速度从下面击中木球而穿出，使木球向上运动到h高处，子弹穿过木球后上升的高度为_。三、计算题1、（2014 全国卷）冰球运动员甲的质量为80.0 kg.当他以5.0 m/s的速度向前运动时，与另一质量为100 kg、速度为3.0 m/s的迎面而来的运动员乙相撞碰后甲恰好静止假设碰撞时间极短，求：(1 )碰后乙的速度的大小；(2)碰撞中总机械能的损失2、如图所示，滑块A、C质量均为m，滑块B质量为，开始时A、B分别以、的速度沿光滑水平轨道向固定在右侧的挡板运动，现将C无初速地放在A上，并与A粘合不再分开，此时A与B相距较近，B与挡板相距足够远。若B与挡板碰撞将以原速率反弹，A与B碰撞将粘合在一起。为使B能与挡板碰撞两次，、应满足什么关系？ABCv1v23、如图所示，小球A系在细线的一端，线的另一端固定在O点，O点到水平面的距离为h。物块B质量是小球的5倍，置于粗糙的水平面上且位于O点的正下方，物块与水平面间的动摩擦因数为。现拉动小球使线水平伸直，小球由静止开始释放，运动到最低点时与物块发生正碰（碰撞时间极短），反弹后上升至最高点时到水平面的距离为。小球与物块均视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g，求物块在水平面上滑行的时间t。4、一根轻绳长L=16m，一端系在固定支架上，另一端悬挂一个质量为M=1kg的沙箱A，沙箱处于静止。质量为m=10g的子弹B以水平速度v0=500m/s射入沙箱，其后以水平速度v100m/s从沙箱穿出（子弹与沙箱相互作用时间极短），g=10m/s2。求：（1）子弹射出沙箱瞬间，沙箱的速度u的大小；（2）沙箱和子弹作为一个系统共同损失的机械能E损；（3）沙箱摆动后能上升的最大高度h；（4）沙箱从最高点返回到最低点时，绳对箱的拉力F的大小。【答案与解析】一、选择题1、【答案】B【解析】人与车组成的系统在水平方向上动量守恒，且初动量为0，所以人由车的一端走到另一端的过程中，人与车的速度方向总是相反的，且人的速度大小增大时，车的速度大小也增大，选项B正确2、B解析：物体与小车组成的系统水平方向动量守恒，车与沙子的总质量为，速度，1kg的物体质量为，共同速度为，则 ，解得。B对。3、D解析：根据动量守恒定律，所以。由于初动量方向向右，所以共同速度方向向右。4、ACD解析：根据 ，碰前总动量为，A选项碰后总动量为，B、C选项碰后总动量为，D选项碰后总动量为，AD一定错误。动能不增加，即 碰前总动能为22J，B选项碰后总动能为18J；C选项碰后总动能为26.75J，动能增加了，C错误。D选项A球反弹，速度要符合场景。正确的只有D选项。故选ACD。5、B解析：设两个小球的质量分别为和，碰前的速度分别为和，碰撞后的速度分别为和，根据动量守恒定律和机械能守恒定律有 可得 说明碰后两球交换速度。6、A解析：设质子的质量为则氦核的质量为，碰前的速度氦核为质子为，碰撞后的速度分别为和，有 ，可得 ， 7、AB 解析：根据动量守恒，能量守恒以及碰后要符合实际情况，即（1）动量守恒，即 （2）动能不增加，即 或 （3）速度要符合场景 可得 AB选项符合。8、AD解析：设甲的速度方向为正方向，甲车开始反向时速度为零，根据动量守恒定律 解得 ，A对。乙车开始反向时速度为零， 解得 ，B错。两者距离最近时速度相同， 解得 ，方向都与甲车后来的速度方向一致，C错D对。故选AD。9、C解析：在高为h处达到最高点发生爆炸，水平速度、竖直分速度都为零，动量守恒，总动量为零，两块速度必然反向，都做平抛运动。，（1）根据平抛运动 （2） （3） （4）两块爆竹落地后相距 ，C对。10、【答案】B【解析】弹丸在爆炸过程中，水平方向的动量守恒，有解得4v03v甲v乙，爆炸后两块弹片均做平抛运动，竖直方向有水平方向对甲、乙两弹片分别有x甲v甲t，x乙v乙t，代入各图中数据，可知B正确二、填空题1、解析：设木箱原来滑行的方向为正方向，小车获得的速度为人推木箱后瞬间木箱的动量为 （不是对地的速度，是对的且逆着木箱）根据动量守恒定律 代入数据 2、，解析：设甲车速度方向为正方向，两车的距离最近时共速，根据动量守恒定律 ，代入数据解得，方向与乙车原来的方向相同。甲车速度为零时， 解得，方向与乙车原来的方向相同。3、解析：木球被击中后的速度为，子弹穿出木球后的速度为根据动量守恒定律 （1）对木球应用机械能守恒定律或运动学知识 （2） 即 联立（1）（2）解得子弹穿出木球后的速度 设子弹穿过木球后上升的高度为，对穿出木球后的子弹应用机械能守恒定律或运动学知识， 。三、计算题1、【答案】(1)1.0 m/s(2)1400 J【解析】(1)设运动员甲、乙的质量分别为m、M，碰前速度大小分别为v、V，碰后乙的速度大小为V.由动量守恒定律有mvMVMV 代入数据得V1.0 m/s (2)设碰撞过程中总机械能的损失为E，应有 联立式，代入数据得E1400 J 2、 或 解析：设向右为正方向，A与C粘合在一起的共同速度为，由动量守恒定律得 （1）为保证B碰挡板前A未能追上B，应满足 （2）设A与B碰后的共同速度为，由动量守恒定律得（3）为使B能与挡板再次碰撞应满足 （4）， 联立（1）（2）（3）（4）得 或 3、解析：设小球的质量为m，运动到最低点与物块碰撞前的速度大小为，取小球运动到最低点重力势能为零，根据机械能守恒定律，有 得 设碰撞后小球反弹的速度大小为，同理有 得 设碰撞后物块的速度大小为，取水平向右为正方向，根据动量守恒定律，有 得物块在水平面上滑行所受摩擦力的大小 设