高中物理《選擇性必修第一冊》課后習(xí)題 習(xí)題課 動量守恒定律的應(yīng)用

習(xí)題課:動量守恒定律的應(yīng)用必備知識基礎(chǔ)練1.在勻速行駛的船上,當船上的人相對于船豎直向上拋出一個物體時,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.如圖所示,木塊A、B的質(zhì)量均為2kg,置于光滑水平面上,B與一輕質(zhì)彈簧的一端相連,彈簧的另一端固定在豎直擋板上,A以4m/s的速度向B撞擊,撞擊后粘在一起運動,那么彈簧被壓縮到最短時,彈簧具有的彈性勢能大小為()A.4J B.8J C.16J D.32J3.(2022江蘇金陵中學(xué)期中)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點相切。一個質(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,到達圓弧軌道上某位置后,沿軌道返回。則()A.由于物塊在AB上運動時受到摩擦力作用,軌道與物塊組成的系統(tǒng)動量不守恒B.物塊在軌道ABC上滑動的全過程中,軌道與物塊組成的系統(tǒng)總動量始終保持不變C.物塊在圓弧軌道上運動的過程中,軌道的動量不斷減小D.當物塊相對軌道靜止時,速度變?yōu)閙4.(2021山西大學(xué)附中月考)如圖所示,在光滑的水平面上,有兩個質(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向右運動,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,此后的運動過程中,彈簧獲得的最大彈性勢能為()A.14mv02 B.18mv5.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向右勻速運動。已知木箱的質(zhì)量為m,小明與車的質(zhì)量為2m,木箱運動一段時間后與豎直墻壁發(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動的速度v1的大小;(2)小明接住木箱后三者一起運動的速度v2的大小。6.如圖所示,質(zhì)量分別為m1和m2的兩個等半徑小球,在光滑的水平面上分別以速度v1、v2向右運動,并發(fā)生對心正碰(碰撞前后物體均在同一直線上運動),碰后m2被墻彈回,與墻碰撞過程中無能量損失,m2返回后又與m1相向碰撞,碰后兩球都靜止,求第一次碰后m1球的速度。關(guān)鍵能力提升練7.一彈簧槍對準以6m/s的速度沿光滑桌面迎面滑來的木塊發(fā)射一顆鉛彈,射出速度為10m/s,鉛彈射入木塊后未穿出,木塊繼續(xù)向前運動,速度變?yōu)?m/s。如果想讓木塊停止運動,并假定鉛彈射入木塊后都不會穿出,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沿光滑水平地面運動,與位于正對面的質(zhì)量為m的靜止木塊發(fā)生碰撞,在此時間極短的碰撞過程中,下列可能發(fā)生的情況是()A.小車、木塊、擺球的速度都發(fā)生變化,分別變?yōu)関1、v2、v3,滿足(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,滿足m1v=m1v1+mv2C.擺球的速度不變,小車和木塊的速度都變?yōu)関',滿足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,滿足(m1+m0)v=(m1+m0)v1+mv29.質(zhì)量相等的五個物塊在一光滑水平面上排成一條直線,且彼此隔開一定的距離,具有初速度v0的第5號物塊向左運動,依次與其余四個靜止物塊發(fā)生碰撞,如圖所示,最后這五個物塊粘成一個整體,求它們最后的速度為多少?10.如圖所示,光滑水平軌道上有三個木塊A、B、C,質(zhì)量分別為mA=3m、mB=mC=m,開始時B、C均靜止,A以初速度v0向右運動,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。開始時C靜止。A、B一起以v0=5m/s的速度勻速向右運動,A與C發(fā)生碰撞(時間極短)后C向右運動,經(jīng)過一段時間,A、B再次達到共同速度一起向右運動,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。

參考答案習(xí)題課:動量守恒定律的應(yīng)用1.C相對于船豎直向上拋出物體時,由于慣性,物體仍然具有和船同方向的速度,船和物體組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒,故船速不變,故C正確,A、B、D錯誤。2.BA、B在碰撞過程中動量守恒,碰后粘在一起共同壓縮彈簧的過程中機械能守恒。由碰撞過程中動量守恒得mAvA=(mA+mB)v,代入數(shù)據(jù)解得v=mAvAmA+mB=2m/s,所以碰后A、B及彈簧組成的系統(tǒng)的機械能為12(mA+mB)v2=8J,當彈簧被壓縮至最短時,系統(tǒng)的動能為0,只有彈性勢能,由機械能守恒定律得此時彈簧的彈性勢能為8J,3.D物塊在AB上運動時,摩擦力為軌道與物塊之間的內(nèi)力,由動量守恒定律可知,軌道與物塊組成的系統(tǒng)動量守恒,A錯誤;在運動的全過程中,水平方向動量守恒,物塊沖上BC過程中,豎直方向系統(tǒng)受到的合力不為零,所以豎直方向動量不守恒,軌道與物塊組成的系統(tǒng)總動量不守恒,B錯誤;物塊在圓弧軌道上運動的過程中,對軌道的作用力在水平方向上的分力方向向右,則軌道的動量不斷增大,C錯誤;當物塊相對于軌道靜止時,二者水平方向的速度相同,取水平向右為正方向,根據(jù)動量守恒定律得mv0=(m0+m)v,得v=mv04.C物體C和A相互作用過程中,A和C組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒,取向右為正方向,由動量守恒定律有mv0=2mv1得v1=12v此后,當B車與A車(含物體C)速度相等時,彈簧的彈性勢能最大。根據(jù)動量守恒定律得2mv0=3mv2得v2=23v由機械能守恒定律得,彈簧的最大彈性勢能Ep=12mv02+故C正確,A、B、D錯誤。5.答案(1)v2(2)解析(1)以水平向左為正方向,由動量守恒定律2mv1-mv=0解得v1=v2(2)小明接木箱的過程中動量守恒2mv1+mv=(2m+m)v2解得v2=2v6.答案m1v解析設(shè)m1、m2碰后的速度大小分別為v1'、v2',以向右為正方向,則由動量守恒定律知m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2',m1v1'-m2v2'=0,解得v1'=m1v7.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=0,解得8.BC小車和木塊碰撞時間極短,在極短的時間內(nèi)擺球的速度沒有發(fā)生變化,因而m0在水平方向上沒有受到外力作用,動量不變(速度不變),可以認為碰撞過程中m0沒有參與,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錯誤。9.答案15v解析由五個物塊組成的系統(tǒng),沿水平方向不受外力作用,故系統(tǒng)動量守恒,以向左為正方向,mv0=5mv,v=15v0,即它們最后的速度為15v10.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的方向為正方向,由動量守恒定律得對A、B木塊mAv0=mAvA+mBvB對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.答案2m/s解析因碰撞時間極