高中物理 暑假作业 动量守恒定律 新人教版选修3-5

1、动量守恒定律一、单选题1.如图所示,用细线挂一质量为M的木块,有一质量为m的子弹自左向右水平射穿此木块,穿透前后子弹的速度分别为v0和v(设子弹穿过木块的时间和空气阻力不计),木块的速度大小为( )A.(mv0 +mv)/M B.(mv0-mv)/MC.(mv0+mv)/(M+m) D.(mv0-mv)/(M+m)2.如图所示,三辆完全相同的平板小车、成一直线排列,静止在光滑水平面上. 车上有一小孩跳到车上,接着又立即从车跳到车上. 小孩跳离车和车时对地水平速度相同.他跳到车上相对车保持静止.此后( )A. 、两车运动速率相等B. 、两车运动速率相等C.三辆车的速率关系D. 、两车运动方向相同

2、3.如图所示,一个质量为m1=50kg的人爬在一只大气球下方,气球下面有一根长绳.气球和长绳的总质量为m2=20kg,长绳的下端刚好和水平面接触.当静止时人离地面的高度为h=5m.如果这个人开始沿绳向下滑,当他滑到绳下端时,他离地面高度是(可以把人看作质点)( )A.5m B.3.6m C.2.6m D.8m4.质量相同的三个小球、,在光滑水平面上以相同的速率分别与原来静止的三个小球、发生正碰; 与碰后, 球继续沿原来方向运动; 与碰后, 球静止不动; 与碰后, 球被弹回而反向运动,可知碰后、三球动量大小的关系( )A. B. C. D. 5.一炮弹质量为m,以一定的倾角斜向上发射,达到最高点

3、时速度大小为v,方向水平。炮弹在最高点爆炸成两块,其中质量为的一块恰好做自由落体运动,则爆炸后另一块瞬时速度大小为( )A. B. C. D.06.一质量为M的航天器,正以速度v0在太空中飞行,某一时刻航天器接到加速的指令后,发动机瞬间向后喷出一定质量的气体,气体喷出时速度大小为v1,加速后航天器的速度大小v2,则喷出气体的质量m为( )A. B. C. D. 7.如图所示,质量为M的车厢静止在光滑的水平面上,车厢内有一质量为m的滑块,以初速度v0在车厢地板上向右运动,与车厢两壁发生若干次碰撞,最后相对车厢静止,则车厢的最终速度是( )A. B. ,方向水平向右C. ,方向水平向右 D. ,方

4、向水平向右8.如图所示,质量为M的斜面小车静止在水平面上,质量为m的物块从斜面上端由静止释放,不计一切摩擦,物块从斜面底端滑出时,物块与斜面小车的速度大小关系是( )A.v1:v2=M:m B.v1:v2=m:MC.v1:v2M:m D.v1:v2M:m9.如图所示,质量为M的人在远离任何星体的太空中,与他旁边的飞船相m/M对静止.由于没有力的作用,他与飞船总保持相对静止的状态.这个人手中拿着一个质量为m的小物体,他以相对飞船为v的速度把小物体抛出,在抛出物体后他相对飞船的速度大小为( )A. B. C. D. 10.如图所示,在光滑的水平面上有两辆小车,中间夹一根压缩了的轻质弹簧,两手分别按

5、住小车使它们静止,对两车及弹簧组成的系统,下列说法中不正确的是( )A.只要两手同时放开后,系统的总动量始终为零B.先放开左手,后放开右手,动量不守恒C.先放开左手,后放开右手,总动量向右D.无论怎样放开两手,系统的总动能一定不为零二、多选题11.A、B两船质量均为M,都静止在平静的水面上,现A船中质量为M/2的人,以对地的水平速度v从A船跳到B船,再从B船跳到A船,经n次跳跃后(水的阻力不计)( )A.A、B两船(包括人)的动量大小之比总是1:1B.A、B两船(包括人)的速度大小之比总是1:1C.若n为奇数,A、B两船(包括人)的速度大小之比为3:2D.若n为偶数,A、B两船(包括人)的速度

6、大小之比为2:312.如图所示,木块与水平轻弹簧相连放在光滑的水平面上,子弹沿水平方向射入木块后留在木块内,入射时间极短,而后木块将弹簧压缩到最短。关于子弹和木块组成的系统,下列说法中正确的是( )A.子弹射入木块的过程中,系统的动量守恒B.子弹射入木块的过程中,系统的机械能守恒C.木块压缩弹簧的过程中,系统的动量守恒D.木块压缩弹簧的过程中,系统的机械能守恒13.如图所示,在光滑的水平面上放着一个上部为半圆形光滑槽的木块,开始时木块是静止的,把一个小球放到槽边从静止开始释放,关于两个物体的运动情况,下列说法正确的是( )A.当小球到达最低点时,木块有最大速率B.当小球的速率最大时,木块有最大

7、速率C.当小球再次上升到最高点时,木块的速率为最大D.当小球再次上升到最高点时,木块的速率为零三、计算题14.如图所示,长木板AB和光滑四分之一圆弧轨道在B点平滑连接成一个整体,放置在光滑的水平面上,长木板和圆弧轨道的总质量为M=3kg,一个质量为m=0.98kg的物块放在木板AB的中点,一颗质量为m0=20g的子弹以初速度v0=100m/s射入物块并留在物块中(子弹射入物块时间极短,可忽略不计),木板的长度L=1m,重力加速度取g=10m/s2.（1）.要使物块能滑上圆弧轨道,物块与长木板间的动摩擦因数应该满足什么条件?（2）.若物块与长木板间的动摩擦因数为=0.15,物块从子弹击中后到运动

8、至B点,需要多长时间?15.如图所示,一质量为3m的足够长木板放在光滑水平地面上,在其右端放一质量为m的小木块.现给它们大小均为v0、方向相反的初速度,使木块开始向左运动,木板开始向右运动.当木块速度为零的瞬间,有一颗质量为m的子弹以12v0的速度水平向左射进木块,并留在其中,重力加速度为 g.（1）.求木块速度为零时,木板的速度大小 .（2）.若木块与木板间的动摩擦因数为,求子弹射入后木块在木板上滑过的距离L.16、如图所示，光滑水平直导轨上有三个质量均为m的物块A、B、C，物块B、C静止，物块B的左侧固定一水平轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计)；让物块A以速度v0朝B运动，压缩弹簧；当A、B

9、速度相等时，B与C恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动假设B和C碰撞过程时间极短那么从A开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中，求： (1)A、B第一次速度相同时的速度大小；(2)A、B第二次速度相同时的速度大小；(3)弹簧被压缩到最短时的弹性势能大小参考答案一、单选题1.答案：B2.答案：C解析：设小孩的质量为,平板小车的质量为,小孩跳离车和车时对地水平速度为则根据动量守恒定律有小孩跳离车: , 小孩跳上车: , 小孩跳离车: , 小孩跳上车: 由式可得, 车的速度,由两式可得, 车的速度,由式可得, 车的速度,所以A、B、D三项错误,C项正确3.答案：B解析：设人的速度v1,气球的速度v2,根据

10、人和气球动量守恒得则m1v1=m2v2,所以v1=2/5 v2,气球和人运动的路程之和为h=5m,则s1=10/7 m,s2=25/7 m,即人下滑10/7 m,气球上升25/7 m,所以人离地高度为25/7 m,约等于3.6m.故选B.4.答案：A解析：对、对、对、所以5.答案：B解析：试题分析:爆炸前动量为mv,设爆炸后另一块瞬时速度大小为v,取炮弹到最高点未爆炸前的速度方向为正方向,爆炸过程动量守恒,则有:,解得:,故B正确,A、C、D错误。6.答案：C7.答案：C8.答案：C9.答案：A10.答案：C二、多选题11.答案：ACD解析：人在跳跃过程中总动量守恒,所以A、B两船(包括人)的

11、动量大小之比总是1:1,故A正确,B错误;若n为奇数,人在B船上,则0=MvA+(M+ M/2)vB解得: vA/vB=3/2故C正确;若n为偶数,则 0=MvB+(M+ M/2)vA解得: vA/vB=2/3故D正确.故选ACD12.答案：AD解析：本题考査了动量守恒定律与机械能守恒.子弹射人木块的过程中,系统所受合外力为0,符合动董守恒定律的条件,系统的动量守恒,但会产生内能,系统的机械能不守恒,选项正确, 错误;木块压缩弹簧的过程中,系统的动量在减少,但只有弹簧弹力做功,系统的机械能守恒,选项错误, 正确.13.答案：ABD三、计算题14.答案：（1）.子弹射入物块过程,根据动量守恒定律

12、有m0v0=(m0+m)v1求得v1=2m/s若物块刚好滑到B点时与木板有共同速度,则(m0+m)v1=( m0+m +M) v2求得v2=0.5m/s根据功能关系(m0+m)gL= (m0+m) v12-(m0+m+M) v22求得=0.3因此,要使物块能滑上圆弧轨道,物块与长木板间的动摩擦因数应小于0.3.（2）.设物块到达B点时,物块和木板与圆弧轨道组成的整体各自的速度分别是va、vb,需要的时间为t.对物块,由动量定理得-(m+m0)gt=m(m+m0) va-(m+m0) v1对木板和圆弧轨道,由动量定理得(m+m0)gt=Mvb物块滑到B点时,有可解得t=s因木板和圆弧轨道在物块上升到最高点时的速度为0.5m/s,另一解不符合题意,舍去。说明:此问也可用牛顿运动定律结合运动学公式解答。解析：15.答案：（1）.木块与木板动量守恒,设向右为正方向: 解得: （2）.子弹射进木块过程,子弹与木块动量守恒,设它们共同速度为v1,设向左为正方向m(12v0)=(m+m)v1子弹入射后,子弹、木块和木板三者组成的系统动量守恒,最终达到相同速度v2(m+m)v1-3mv=(m+m+3m)v2由能量守恒定律,有: 解得: 16答案：(1)v0 (2)v0(3)mv02解析：(1)对A、B接触的过程中，当第一次速度相同时，由动量守恒