2019-2020學(xué)年下學(xué)期人教版高一物理選修3-5暑假訓(xùn)練8 動(dòng)量守恒定律

1、暑假訓(xùn)練08動(dòng)量守恒定律1如圖所示，站在車(chē)上的人，用錘子連續(xù)敲打小車(chē)。初始時(shí)，人、車(chē)、錘子都靜止。假設(shè)水平地面光滑，關(guān)于這一物理過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是()A連續(xù)敲打可使小車(chē)持續(xù)向右運(yùn)動(dòng)B人、車(chē)和錘子組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒C當(dāng)錘子速度方向豎直向下時(shí)，人和車(chē)水平方向的總動(dòng)量為零D人、車(chē)和錘子組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒2(多選)如圖所示，一質(zhì)量M2.0 kg的長(zhǎng)木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一個(gè)質(zhì)量m1.0 kg的小物塊A。分別給A和B一大小均為3.0 m/s、方向相反的初速度，使A開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)，B開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，物塊A始終沒(méi)有滑離木板B。下列說(shuō)法正確的是()AA、B共速時(shí)的速度大小為1 m/sB在小物塊

2、A做加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間內(nèi)，木板B速度大小可能是2 m/sC從A開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到A、B共速的過(guò)程中，木板B對(duì)小物塊A的水平?jīng)_量大小為2 N·sD從A開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到A、B共速的過(guò)程中，小物塊A對(duì)木板B的水平?jīng)_量方向向左3甲、乙兩球在水平光滑軌道上向同方向運(yùn)動(dòng)，已知它們的動(dòng)量分別是p15 kg·m/s，p27 kg·m/s，甲從后面追上乙并發(fā)生碰撞，碰后乙球的動(dòng)量變?yōu)?0 kg·m/s，則兩球質(zhì)量m1與m2間的關(guān)系可能是()Am1m2 B2m1m2 C4m1m2 D6m1m21下列敘述的情況中，系統(tǒng)動(dòng)量不守恒的是()A如圖甲所示，小車(chē)停在光滑水平面上，車(chē)上的人在車(chē)上走動(dòng)時(shí)，

3、人與車(chē)組成的系統(tǒng)B如圖乙所示，子彈射入放在光滑水平面上的木塊中，子彈與木塊組成的系統(tǒng)C子彈射入緊靠墻角的木塊中，子彈與木塊組成的系統(tǒng)D斜向上拋出的手榴彈在空中炸開(kāi)時(shí)2A球的質(zhì)量是m，B球的質(zhì)量是2m，它們?cè)诠饣乃矫嫔弦韵嗤膭?dòng)量運(yùn)動(dòng)。B在前，A在后，發(fā)生正碰后，A球仍朝原方向運(yùn)動(dòng)，但其速率是原來(lái)的一半，碰后兩球的速率比vAvB為()A12 B13 C21 D233(多選)半徑相等的兩個(gè)小球A和B，在光滑水平面上沿同一直線相向運(yùn)動(dòng)。若A球的質(zhì)量大于B球的質(zhì)量，發(fā)生彈性碰撞前，兩球的動(dòng)能相等。碰撞后兩球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可能是()AA球的速度為零，B球的速度不為零BB球的速度為零，A球的速度不為零C兩

4、球的速度均不為零D兩球的速度方向均與原方向相反，兩球的動(dòng)能仍相等4(多選)如圖所示，在光滑水平面上有靜止物體A和B。物體A的質(zhì)量是B的2倍，兩物體中間有用細(xì)繩捆綁的水平壓縮輕彈簧(彈簧和物體不栓接)。當(dāng)把繩剪開(kāi)以后任何瞬間，下列說(shuō)法正確的是()AA的速率是B的速率的一半BA的動(dòng)量是B的動(dòng)量的兩倍CA、B所受的力大小相等DA、B組成的系統(tǒng)的總動(dòng)量不為05如圖所示將一質(zhì)量為m的小球，從放置在光滑水平地面上質(zhì)量為M的光滑半圓形槽的槽口A點(diǎn)由靜止釋放經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)B運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，下列說(shuō)法中正確的是()A從AB，半圓形槽運(yùn)動(dòng)的位移一定大于小球在水平方向上運(yùn)動(dòng)的位移B從BC，半圓形槽和小球組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒C從

5、ABC，C點(diǎn)可能是小球運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)D小球最終在半圓形槽內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)6如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m的物塊A與另一個(gè)質(zhì)量為2m的物塊B發(fā)生正碰，碰后B物塊剛好能落入正前方的沙坑中。假如碰撞過(guò)程中無(wú)機(jī)械能損失，已知物塊B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1，與沙坑的距離為0.5 m，g取10 m/s2，物塊可視為質(zhì)點(diǎn)。則A碰撞前瞬間的速度為()A0.5 m/s B1.0 m/s C1.5 m/s D2.0 m/s7(多選)在2018年世界斯諾克國(guó)際錦標(biāo)賽中，中國(guó)選手丁俊暉把質(zhì)量為m的白球以5v的速度推出，與正前方另一靜止的相同質(zhì)量的黃球發(fā)生對(duì)心正碰，碰撞后黃球的速度為3v，運(yùn)動(dòng)方向與白球碰前的運(yùn)動(dòng)方向相同。若不計(jì)

6、球與桌面間的摩擦，則()A碰后瞬間白球的速度為2vB兩球之間的碰撞屬于彈性碰撞C白球?qū)S球的沖量大小為3mvD兩球碰撞過(guò)程中系統(tǒng)能量不守恒8某研究小組通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得兩滑塊碰撞前后運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到如圖所示的位移時(shí)間圖像。圖中的線段a、b、c分別表示沿光滑水平面上同一條直線運(yùn)動(dòng)的滑塊、和它們發(fā)生正碰后結(jié)合體的位移變化關(guān)系。已知相互作用時(shí)間極短，由圖像給出的信息可知()A碰前滑塊與滑塊速度大小之比為72B碰前滑塊的動(dòng)量大小比滑塊的動(dòng)量大小大C碰前滑塊的動(dòng)能比滑塊的動(dòng)能小D滑塊的質(zhì)量是滑塊的質(zhì)量的9一質(zhì)量為M的航天器，正以速度v0在太空中飛行，某一時(shí)刻航天器接到加速的指令后，發(fā)動(dòng)機(jī)瞬間向后噴出一定質(zhì)

7、量的氣體，氣體噴出時(shí)速度大小為v1，加速后航天器的速度大小為v2，則噴出氣體的質(zhì)量m為()AmM BmM CmM DmM10(多選)如圖所示，在粗糙水平面上，用水平輕繩相連的兩個(gè)相同的物體A、B質(zhì)量均為m，在水平恒力F作用下以速度v做勻速運(yùn)動(dòng)。在t0時(shí)輕繩斷開(kāi)，A在F作用下繼續(xù)前進(jìn)，則下列說(shuō)法正確的是()At0至t時(shí)間內(nèi)，A、B的總動(dòng)量守恒Bt至t時(shí)間內(nèi)，A、B的總動(dòng)量守恒Ct時(shí)，A的動(dòng)量為2mvDt時(shí)，A的動(dòng)量為4mv11如圖所示，小球A和小球B位于同一豎直線上，小球A距水平地面的高度為H0.6 m，小球B到水平地面的距離為h0.2 m，同時(shí)由靜止釋放兩球。設(shè)B和地面為彈性碰撞，兩球碰撞后B

8、球速度為0，小球A的質(zhì)量為m，小球B的質(zhì)量為5m。重力加速度大小g取10 m/s2，忽略小球的直徑、空氣阻力及碰撞時(shí)間，小球所受重力遠(yuǎn)小于碰撞力。以地面為參考面，兩球第一次碰撞后小球A能到達(dá)的高度為()A1.6 m B0.82 m C0.6 m D0.35 m12汽車(chē)A在水平冰雪路面上行駛。駕駛員發(fā)現(xiàn)其正前方停有汽車(chē)B，立即采取制動(dòng)措施，但仍然撞上了汽車(chē)B。兩車(chē)碰撞時(shí)和兩車(chē)都完全停止后的位置如圖所示，碰撞后B車(chē)向前滑動(dòng)了4.5 m，A車(chē)向前滑動(dòng)了2.0 m。已知A和B的質(zhì)量分別為2.0×103 kg和1.5×103 kg，兩車(chē)與該冰雪路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.10，兩車(chē)碰撞

9、時(shí)間極短，在碰撞后車(chē)輪均沒(méi)有滾動(dòng)，重力加速度大小g10 m/s2。求：(1)碰撞后的瞬間B車(chē)速度的大小；(2)碰撞前的瞬間A車(chē)速度的大小。 答案與解析1【答案】C【解析】人、車(chē)和錘子整體看作一個(gè)處在光滑水平地面上的系統(tǒng)，水平方向上所受合外力為零，故水平方向上動(dòng)量守恒，總動(dòng)量始終為零，當(dāng)錘子有相對(duì)大地向左的速度時(shí)，車(chē)有向右的速度，當(dāng)錘子有相對(duì)大地向右的速度時(shí)，車(chē)有向左的速度，故車(chē)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；錘子擊打小車(chē)時(shí)，發(fā)生的不是完全彈性碰撞，系統(tǒng)機(jī)械能有損耗，故B錯(cuò)誤；錘子的速度豎直向下時(shí)，沒(méi)有水平方向速度，因?yàn)樗椒较蚩倓?dòng)量恒為零，故人和車(chē)水平方向的總動(dòng)量也為零，故C正確；人、車(chē)和錘子在水平方向

10、上動(dòng)量守恒，因?yàn)殄N子會(huì)有豎直方向的加速度，故錘子豎直方向上合外力不為零，豎直動(dòng)量不守恒，系統(tǒng)總動(dòng)量不守恒，故D錯(cuò)誤。2【答案】AD【解析】取水平向右為正方向，根據(jù)動(dòng)量守恒定律得Mvmv(Mm)v共，解得v共1 m/s，A正確；小物塊向左減速到速度為零時(shí)，設(shè)長(zhǎng)木板速度大小為v1，根據(jù)動(dòng)量守恒定律MvmvMv1，解得v11.5 m/s，當(dāng)小物塊反向加速的過(guò)程中，木板繼續(xù)減速，木板的速度必然小于1.5 m/s，B錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)量定理，A、B相互作用的過(guò)程中，木板B對(duì)小物塊A的平均沖量大小為Imv共mv4 N·s，故C錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)量定理，A對(duì)B的水平?jīng)_量IMv共Mv4 N·s，負(fù)號(hào)代

11、表與正方向相反，即向左，故D正確。3【答案】C【解析】甲、乙兩球在碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒，所以有p1p2p1p2，得p12 kg·m/s。由于在碰撞過(guò)程中，系統(tǒng)的機(jī)械能不會(huì)增加。所以有，得m1m2。因?yàn)轭}目給出物理情景是“甲從后面追上乙”，要符合這一物理情景，就必須有>，即m1<m2；同時(shí)還要符合碰撞后乙球的速度必須大于或等于甲球的速度這一物理情景，即，所以m1m2。因此選項(xiàng)C正確。1【答案】C對(duì)于人和車(chē)組成的系統(tǒng)，人和車(chē)之間的力是內(nèi)力，系統(tǒng)所受的外力有重力和支持力，合力為零，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒；子彈射入木塊過(guò)程中，雖然子彈和木塊之間的力很大，但這是內(nèi)力，木塊放在光滑水平面上，系

12、統(tǒng)所受合力為零，動(dòng)量守恒；子彈射入緊靠墻角的木塊時(shí)，墻對(duì)木塊有力的作用，系統(tǒng)所受合力不為零，系統(tǒng)的動(dòng)量減??；斜向上拋出的手榴彈在空中炸開(kāi)時(shí)，雖然受到重力作用，合力不為零，但爆炸的內(nèi)力遠(yuǎn)大于重力，動(dòng)量近似守恒。故選C。2【答案】D【解析】設(shè)碰前A球的速率為v，根據(jù)題意pApB，即mv2mvB，得碰前vB，碰后vA，由動(dòng)量守恒定律，有mv2m×m×2mvB，解得vB，所以vAvB，D正確。3【答案】AC【解析】由Ek，mA>mB可知，pA>pB，又因兩球相向運(yùn)動(dòng)，總動(dòng)量沿A球運(yùn)動(dòng)方向，由動(dòng)量守恒可知，碰后A球速度為零時(shí)，B球碰后一定反向運(yùn)動(dòng)，不會(huì)出現(xiàn)B球速度為零的情

13、況，A、C正確，B錯(cuò)誤；若碰后均與原來(lái)反向，且兩球動(dòng)能仍相等，則碰后的總動(dòng)量與碰前反向，與系統(tǒng)動(dòng)量守恒相違，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。4【答案】AC【解析】取向左為正方向，根據(jù)系統(tǒng)的動(dòng)量守恒得：mAvAmBvB0，因?yàn)閙A2mB，所以vA0.5vB，故A正確。由動(dòng)量守恒得：mAvAmBvB0，所以A的動(dòng)量與B的動(dòng)量大小相等，方向相反，故B錯(cuò)誤。A、B受到的力等于彈簧的彈力，大小相等，故C正確。A、B和彈簧組成的系統(tǒng)合外力為零，系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒，保持為零，故D錯(cuò)誤。故選A、C。5【答案】D【解析】小球與半圓形槽水平方向動(dòng)量守恒，mv1Mv2，則mv1tMv2t，mx1Mx2，如果m<M，x1>x2

14、，故A錯(cuò)誤；從BC，半圓形槽和小球組成的系統(tǒng)水平方向受外力為零，水平方向動(dòng)量守恒，故B錯(cuò)誤；從ABC，機(jī)械能守恒，小球到達(dá)最高點(diǎn)C時(shí)，速度為零，C點(diǎn)與A點(diǎn)等高，故C錯(cuò)誤；小球從最高點(diǎn)C滑下運(yùn)動(dòng)到左邊最高點(diǎn)A時(shí)，速度又減到零，如此反復(fù)，故D正確。6【答案】C【解析】碰后物塊B做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理有·2mgx0·2mv22，得v21 m/s。A與B碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒、機(jī)械能守恒，則有mv0mv12mv2，mv02mv12·2mv22，解得v01.5 m/s，則選項(xiàng)C正確。7【答案】AC【解析】由動(dòng)量守恒定律可知，相同質(zhì)量的白球與黃球發(fā)生對(duì)心正碰，碰后瞬間白球的

15、速度為2v，故A正確。碰前的動(dòng)能為m(5v)2mv2，碰后的動(dòng)能為m(3v)2m(2v)2mv2，兩球之間的碰撞不屬于彈性碰撞，故B錯(cuò)誤。由動(dòng)量定理，白球?qū)S球的沖量I大小就等于黃球動(dòng)量的變化p，p3mv03mv，故C正確。兩球碰撞過(guò)程中系統(tǒng)能量守恒，損失的動(dòng)能以其他形式釋放，故D錯(cuò)誤。8【答案】D【解析】根據(jù)xt圖像的斜率等于速度，可知碰前滑塊速度為v12 m/s，滑塊的速度為v20.8 m/s，則碰前速度大小之比為52，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；碰撞前后系統(tǒng)動(dòng)量守恒，碰撞前，滑塊的動(dòng)量為負(fù)，滑塊的動(dòng)量為正，由于碰撞后總動(dòng)量為正，故碰撞前總動(dòng)量也為正，故碰撞前滑塊的動(dòng)量大小比滑塊的小，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；碰撞

16、后的共同速度為v0.4 m/s，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，有m1v1m2v2(m1m2)v，解得m26m1，由動(dòng)能的表達(dá)式可知，m1v12>m2v22，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。9【答案】C【解析】規(guī)定航天器的速度方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律可得Mv0(Mm)v2mv1，解得mM，故C正確。10【答案】AC【解析】在B停止運(yùn)動(dòng)前，A、B的合外力為零，總動(dòng)量守恒。在B停止運(yùn)動(dòng)后，A、B的合外力不為零，總動(dòng)量不守恒。設(shè)A、B所受的滑動(dòng)摩擦力大小均為f，系統(tǒng)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，有F2f，得f；輕繩斷開(kāi)后，對(duì)B，取向右為正方向，由動(dòng)量定理得ft0mv，聯(lián)立得t，即t時(shí)B停止運(yùn)動(dòng)。在B停止運(yùn)動(dòng)前，即在t0至t時(shí)間內(nèi)，

17、A、B系統(tǒng)的合外力為零，總動(dòng)量守恒，故A正確；t至t時(shí)間內(nèi)，B停止運(yùn)動(dòng)，A做勻加速運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)的合外力不為零，則系統(tǒng)的總動(dòng)量不守恒，故B錯(cuò)誤；t時(shí)，取向右為正方向，由系統(tǒng)的動(dòng)量守恒得2mvpA0，得A的動(dòng)量pA2mv，故C正確；t時(shí)，對(duì)A，由動(dòng)量定理得·pA2mv，解得A的動(dòng)量pA3mv，故D錯(cuò)誤。11【答案】D【解析】B球落地時(shí)的速度大小為v1 m/s2 m/s，此時(shí)A球的速度大小也為2 m/s。設(shè)B球撞地后上升t時(shí)間與a球相撞，則有Hh，得t0.1 s，兩球相撞前瞬間A球的速度為vAv1gt3 m/s，B球的速度為vBv1gt1 m/s。對(duì)于碰撞過(guò)程，取向上為正方向，由動(dòng)量守恒定律得5mvBmvAmvA，解得vA2 m/s。兩球第一次碰撞后小球A能上升的最大高度h0.2 m，兩球碰撞處離地高度hv1tgt22×0.1 m×10×0.12 m0.15 m，所以兩球第一次碰撞后小球A能到達(dá)的高度為Hhh0.35 m。1