2019-2020学年高中物理第十六章动量守恒定律第3节动量守恒定律课时分层训练含解析 人教版选修3-5 7页

第3节　动量守恒定律 ‎「基础达标练」‎ ‎1．质量相等的三个小球a、b、c，在光滑的水平面上以相同的速率运动，它们分别与原来静止的A、B、C三球发生碰撞，碰撞后a继续沿原方向运动，b静止，c沿反方向弹回，则碰撞后A、B、C三球中动量数值最大的是(　　)‎ A．A球　　　　　　　 B．B球 C．C球 D．不能确定 解析：选C　在三个小球发生碰撞的过程中，系统动量都是守恒的，根据动量守恒关系式mv0＝mv＋Mv′，整理可得Mv′＝mv0－mv，取初速度方向为正方向，可得出C球的动量数值是最大的，C正确．‎ ‎2．如图所示，光滑半圆槽质量为M，静止在光滑的水平面上，其内表面有一小球(质量为m)被细线吊着恰位于槽的边缘处，若将线烧断，小球滑到另一边的最高点时，半圆槽的速度为(　　)‎ A．0 B．向左 C．向右 D．不能确定 解析：选A　把小球m和半圆槽M作为一个系统，因水平面光滑，故系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒，当小球滑到另一边的最高点时，小球和半圆槽的速度都为零，故A正确．‎ ‎3．(2019·杭州期末)在光滑的水平面上运动的两个小球发生正碰，下列说法正确的是(　　)‎ A．碰撞之前，被碰小球的动量一定比另一小球的动量小 B．碰撞前后，被碰小球的速度一定变大 C．碰撞前后，两小球的动量变化量一定大小相等，方向相反 D．碰撞前后，被碰小球的动量一定变大 解析：选C　两球组成的系统所受合外力为零，碰撞前后，系统动量守恒，碰撞之前，两小球的动量无法比较，A选项错误；碰撞前后，两小球动量变化量的大小相等，方向相反，碰撞后，被碰小球的速度不一定增大，动量不一定增大，B、D选项错误，C选项正确．‎ 7‎ ‎4．足够深的水池中有质量相等木块和铁块用细绳栓连后在水里悬浮．现剪断细绳，在铁块沉入水底且木块浮出水面之前，若只考虑重力和浮力，对于铁块与木块构成的系统，下列说法正确的是(　　)‎ A．动量守恒，机械能增加 B．动量守恒，机械能减少 C．动量守恒，机械能守恒 D．动量不守恒，机械能守恒 解析：选A　木块和铁块用细绳栓连后在水里悬浮，木块与铁块组成的系统所受合外力为零，在铁块沉入水底且木块浮出水面之前，根据F＝ρgv排，系统受到的浮力不变，重力也不变，所以系统合力为零，系统动量守恒；在整个过程中木块受到的浮力大于铁块所受浮力，浮力对木块做的正功多．根据机械能守恒条件可知，系统机械能增加，故A正确，B、C、D错误．‎ ‎5．如图所示，设车厢长为L，质量为M，静止在光滑水平面上，车厢内有一质量为m的物体，以速度v0向右运动，与车厢壁来回碰撞，n次后，静止于车厢中，这时车厢的速度为(　　)‎ A．v0，水平向右 B．0‎ C.，水平向右 D.，水平向右 解析：选C　物体和车厢组成的系统所受的合力为零，物体与小车发生n次碰撞的过程中系统的动量守恒，只需考虑初、末状态，可忽略中间过程，则m的初速度为v1＝v0，M的初速度为v2＝0；作用后它们的末速度相同，即v1′＝v2′＝v，由动量守恒定律得mv0＝(m＋M)v，解得v＝，方向与v0相同，水平向右，C正确．‎ ‎6．如图所示，质量为M的小车静止在光滑的水平地面上，小车上有n个质量为m的小球，现用两种方式将小球相对于地面以恒定速度v向右水平抛出，第一种方式是将n个小球一起抛出；第二种方式是将小球一个接一个地抛出，比较这两种方式抛完小球后小车的最终速度(　　)‎ 7‎ A．第一种较大 B．第二种较大 C．两种一样大 D．不能确定 解析：选C　抛球的过程动量守恒，第一种方式全部抛出，取向右为正方向，0＝nmv－Mv′，得v′＝；第二种方式是将小球一个接一个地抛出，每抛出一个小球列动量守恒方程，由数学归纳的思想可得v′＝，C正确．‎ ‎7．两个小木块B、C中间夹着一根轻弹簧，将弹簧压缩后用细线将两个木块绑在一起，使它们一起在光滑水平面上沿直线运动，这时它们的运动图线如图中a线段所示，在t＝4 s末，细线突然断了，B、C都和弹簧分离后，运动图线分别如图中b、c线段所示，从图中的信息可知(　　)‎ A．木块B、C都和弹簧分离后的运动方向相反 B．木块B、C都和弹簧分离后，系统的总动量增大 C．木块B、C分离过程中B木块的动量变化较大 D．木块B的质量是木块C质量的 解析：选D　由xt图象可知，位移均为正，均朝一个方向运动，没有反向，A错误；木块都与弹簧分离后B的速度为v1＝ m/s＝‎3 m/s，C的速度为v2＝ m/s＝‎0.5 m/s，细线未断前B、C的速度均为v0＝‎1 m/s，由于系统所受合外力之和为零，故系统前后的动量守恒：(mB＋mC)v0＝mBv1＋mCv2，计算得B、C的质量比为1∶4，D正确，B错误；系统动量守恒，则系统内两个木块的动量变化量等大反向，C错误．‎ ‎8．质量M＝‎1.8 kg的木块静止在光滑水平地面上，一质量m＝‎0.1 kg的子弹以v0＝‎100 m/s的初速度在距地‎5 cm高度水平瞬间穿过木块，穿出时速度为‎10 m/s，空气阻力不计，重力加速度g＝‎10 m/s2，求：‎ ‎(1)子弹穿过木块后木块速度为多大；‎ 7‎ ‎(2)子弹着地瞬间子弹与木块间水平距离为多大．‎ 解析：(1)子弹射穿木块过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得mv0＝mv1＋Mv2，‎ 代入数据解得v2＝‎5 m/s.‎ ‎(2)子弹射出木块后做平抛运动，木块做匀速直线运动，‎ 竖直方向：h＝gt2，‎ 子弹落地时，子弹与木块间的距离：d＝v1t－v2t，‎ 代入数据解得d＝‎0.5 m.‎ 答案：(1)‎5 m/s　(2)‎‎0.5 m ‎「能力提升练」‎ ‎9．如图所示，在光滑水平面上，用等大异向的F1、F2分别同时作用于A、B两个静止的物体上，已知mA