新教材2024-2025學(xué)年高中物理第1章動(dòng)量守恒定律專題提升2動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用分層作業(yè)新人教版選擇性必修第一冊

動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用A級(jí)必備學(xué)問基礎(chǔ)練1.在勻速行駛的船上,當(dāng)船上的人相對(duì)于船豎直向上拋出一個(gè)物體時(shí),船的速度將(水的阻力不變)()A.變大 B.變小C.不變 D.無法判定2.(多選)(2024江蘇蘇州中學(xué)高二階段練習(xí)改編)人站在靜止于光滑地面上的小車上,一個(gè)球以速度v向左飛去,被車上的人接住,這時(shí)人和車獲得的速度為v1,接著這個(gè)人以相對(duì)于地面的速度v將該球按下列兩種方式分別拋出:Ⅰ.向右水平拋出,拋出后小車的速度為v2;Ⅱ.向左水平拋出,拋出后小車的速度為v3。已知球的質(zhì)量小于人和車的總質(zhì)量,則下列推斷正確的是()A.v1<v2<2v1 B.v2>2v1C.v2=2v1 D.v3=03.如圖所示,總質(zhì)量為m0的軌道ABC置于光滑水平面上,軌道由粗糙水平軌道AB和豎直面內(nèi)四分之一光滑圓弧軌道BC組成,AB恰與圓弧BC在B點(diǎn)相切。一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊從軌道的A端以初速度v0向右沖上水平軌道,到達(dá)圓弧軌道上某位置后,沿軌道返回。則()A.由于物塊在AB上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到摩擦力作用,軌道與物塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒B.物塊在軌道ABC上滑動(dòng)的全過程中,軌道與物塊組成的系統(tǒng)總動(dòng)量始終保持不變C.物塊在圓弧軌道上運(yùn)動(dòng)的過程中,軌道的動(dòng)量不斷減小D.當(dāng)物塊相對(duì)軌道靜止時(shí),速度變?yōu)閙4.(2024江蘇常州高二單元測試)如圖所示,三輛相同的平板小車A、B、C成始終線排列,靜止在光滑水平地面上,C車上一人跳到B車上,接著又馬上從B車跳到A車上,人跳離C車和B車時(shí)對(duì)地的水平速度相同,他跳到A車上沒有走動(dòng)便相對(duì)A車保持靜止,此后()A.A、C兩車的運(yùn)動(dòng)速率相等B.A、C兩車的運(yùn)動(dòng)方向肯定相反C.A、B兩車的運(yùn)動(dòng)速率相等D.三輛車的運(yùn)動(dòng)速率關(guān)系為vC>vB>vA5.在如圖所示的光滑水平面上,小明站在靜止的小車上用力向右推靜止的木箱,木箱最終以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)。已知木箱的質(zhì)量為m,小明與車的質(zhì)量為2m,木箱運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后與豎直墻壁發(fā)生無能量損失的碰撞,反彈回來后被小明接住。求:(1)推出木箱后小明和小車一起運(yùn)動(dòng)的速度v1的大小;(2)小明接住木箱后三者一起運(yùn)動(dòng)的速度v2的大小。6.如圖所示,質(zhì)量分別為m1和m2的兩個(gè)等半徑小球A、B,在光滑的水平面上分別以速度v1、v2向右運(yùn)動(dòng),并發(fā)生對(duì)心正碰(碰撞前后物體均在同始終線上運(yùn)動(dòng)),碰后B球被墻彈回,與墻碰撞過程中無能量損失,B球返回后又與A球相向碰撞,碰后兩球都靜止,求第一次碰后A球的速度。B級(jí)關(guān)鍵實(shí)力提升練7.一彈簧槍對(duì)準(zhǔn)以6m/s的速度沿光滑桌面迎面滑來的木塊放射一顆鉛彈,射出速度為10m/s,鉛彈射入木塊后未穿出,木塊接著向前運(yùn)動(dòng),速度變?yōu)?m/s。假如想讓木塊停止運(yùn)動(dòng),并假定鉛彈射入木塊后都不會(huì)穿出,則應(yīng)再向木塊迎面射入的鉛彈數(shù)為()A.5顆 B.6顆C.7顆 D.8顆8.(多選)如圖所示,在質(zhì)量為m1的小車上掛有一單擺,擺球的質(zhì)量為m0,小車和擺球以恒定的速度v沿光滑水平地面運(yùn)動(dòng),與位于正對(duì)面的質(zhì)量為m的靜止木塊發(fā)生碰撞,在此時(shí)間極短的碰撞過程中,下列可能發(fā)生的狀況是()A.小車、木塊、擺球的速度都發(fā)生改變,分別變?yōu)関1、v2、v3,滿意(m1+m0)v=m1v1+mv2+m0v3B.擺球的速度不變,小車和木塊的速度分別變?yōu)関1、v2,滿意m1v=m1v1+mv2C.擺球的速度不變,小車和木塊的速度都變?yōu)関',滿意m1v=(m1+m)v'D.小車和擺球的速度都變?yōu)関1,木塊的速度變?yōu)関2,滿意(m1+m0)v=(m1+m0)v1+mv29.(2024山東東營一中高二月考)如圖所示,在光滑的水平面上,有兩個(gè)質(zhì)量都是m的小車A和B,兩車之間用輕質(zhì)彈簧相連,它們以共同的速度v0向右運(yùn)動(dòng),另有一質(zhì)量也為m的物體C,從高處自由落下,正好落在A車上,并與之粘合在一起,此后的運(yùn)動(dòng)過程中,求:(1)小車B的速度為0時(shí),小車A的速度;(2)彈簧的彈性勢能第2次達(dá)到最大時(shí),小車B的速度。10.如圖所示,光滑水平軌道上有三個(gè)木塊A、B、C,質(zhì)量分別為mA=3m、mB=mC=m,起先時(shí)B、C均靜止,A以初速度v0向右運(yùn)動(dòng),A與B碰撞后分開,B又與C發(fā)生碰撞并粘在一起,此后A與B間的距離保持不變。求B與C碰撞前B的速度大小。11.如圖所示,光滑水平軌道上放置長板A(上表面粗糙)和滑塊C,滑塊B置于A的左端,三者質(zhì)量分別為mA=2kg、mB=1kg、mC=2kg。起先時(shí)C靜止。A、B一起以v0=5m/s的速度勻速向右運(yùn)動(dòng),A與C發(fā)生碰撞(時(shí)間極短)后C向右運(yùn)動(dòng),經(jīng)過一段時(shí)間,A、B再次達(dá)到共同速度一起向右運(yùn)動(dòng),且恰好不再與C發(fā)生碰撞。求A與C碰撞后瞬間A的速度大小。

參考答案動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用1.C相對(duì)于船豎直向上拋出物體時(shí),由于慣性,物體仍舊具有和船同方向的速度,船和物體組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒,故船速不變,故C正確,A、B、D錯(cuò)誤。2.BD對(duì)人、車和球,接球過程,依據(jù)動(dòng)量守恒定律,有mv=(m+m人車)v1,得v1=mvm人車+m,再將球向右水平拋出,mv=m人車v2-mv,得v2=2mvm人車,由于2v1=2mvm人車+m,因此v2>2v1,故A、C錯(cuò)誤,B正確;將該球向左水平拋出,由mv=(m+m人車)v1,(m+m人車)3.D物塊在AB上運(yùn)動(dòng)時(shí),摩擦力為軌道與物塊之間的內(nèi)力,由動(dòng)量守恒定律可知,軌道與物塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,A錯(cuò)誤;在運(yùn)動(dòng)的全過程中,水平方向動(dòng)量守恒,物塊沖上BC過程中,豎直方向系統(tǒng)受到的合力不為零,所以豎直方向動(dòng)量不守恒,軌道與物塊組成的系統(tǒng)總動(dòng)量不守恒,B錯(cuò)誤;物塊在圓弧軌道上運(yùn)動(dòng)的過程中,對(duì)軌道的作用力在水平方向上的分力方向向右,則軌道的動(dòng)量不斷增大,C錯(cuò)誤;當(dāng)物塊相對(duì)于軌道靜止時(shí),二者水平方向的速度相同,取水平向右為正方向,依據(jù)動(dòng)量守恒定律得mv0=(m0+m)v,得v=mv4.B若人跳離B、C車時(shí)速度為v,由動(dòng)量守恒定律,人跳離C車的過程,有0=m車vC+m人v,人跳上和跳離B車的過程,有m人v=m車vB+m人v,人跳上A車過程,有m人v=(m車+m人)vA,所以vC=-m人vm車,vB=0,vA=m人vm車+m人,即vC5.答案(1)v2(2)解析(1)以水平向左為正方向,由動(dòng)量守恒定律2mv1-mv=0解得v1=v2(2)小明接木箱的過程中動(dòng)量守恒2mv1+mv=(2m+m)v2解得v2=2v6.答案m1解析設(shè)A、B兩球碰后的速度大小分別為v1'、v2',以向右為正方向,則由動(dòng)量守恒定律知m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2',m1v1'-m2v2'=0,解得v1'=m17.D設(shè)木塊質(zhì)量為m1,鉛彈質(zhì)量為m2,第一顆鉛彈射入,有m1v0-m2v=(m1+m2)v1,代入數(shù)據(jù)可得m1m2=15,設(shè)再射入n顆鉛彈木塊停止,有(m1+m2)v1-nm2v=8.BC小車和木塊碰撞時(shí)間極短,在極短的時(shí)間內(nèi)擺球的速度沒有發(fā)生改變,因而擺球在水平方向上沒有受到外力作用,動(dòng)量不變(速度不變),可以認(rèn)為碰撞過程中擺球沒有參加,只涉及小車和木塊,由于水平面光滑,所以小車和木塊組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒,兩者碰撞后可能具有共同速度,也可能分開,故B、C正確,A、D錯(cuò)誤。9.答案(1)v0(2)2解析(1)物體C和A相互作用過程中,A和C組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒,取向右為正方向,由動(dòng)量守恒定律有mv0=2mv1,得v1=12v0,由于B車的速度大于A車,所以彈簧被壓縮,當(dāng)兩車等速時(shí),彈簧壓縮最短,彈性勢能第1次達(dá)到最大,B車減速到0,對(duì)B、A車和物體C,有mv0+2mv1=2mv2,得v2=v0(2)彈簧壓縮到最短后,B車減速,A車加速,彈簧復(fù)原原長后再伸長,當(dāng)兩車等速時(shí),彈簧伸長最長,彈性勢能第2次達(dá)到最大,從A和C粘在一起后到彈性勢能第2次達(dá)到最大,有mv0+2mv1=(m+2m)vB,得vB=2v10.答案65v解析設(shè)A與B碰撞后,A的速度為vA,B與C碰撞前B的速度為vB,B與C碰撞后粘在一起的速度為v,以v0的方向?yàn)檎较?由動(dòng)量守恒定律得對(duì)A、B木塊mAv0=mAvA+mBvB對(duì)B、C木塊mBvB=(mB+mC)v由A與B間的距離保持不變可知vA=v,聯(lián)立代入解得vB=65v011.答