高中物理 第十六章 動量守恒定律 3 動量守恒定律練習 新人教版選修3-5

第十六章 動量守性定律3 動量守恒定律1如圖所示，小車與木箱緊挨著靜放在光滑的水平冰面上，現(xiàn)有一男孩站在小車上用力向右迅速推出木箱，關于上述過程，下列說法中正確的是()A男孩和木箱組成的系統(tǒng)動量守恒B小車與木箱組成的系統(tǒng)動量守恒C男孩、小車與木箱三者組成的系統(tǒng)動量守恒D木箱的動量增量與男孩、小車的總動量增量相同解析：由動量守恒定律成立的條件可知男孩、小車與木箱三者組成的系統(tǒng)動量守恒，選項A、B錯誤，C正確；木箱的動量增量與男孩、小車的總動量增量大小相等，方向相反，選項D錯誤答案：C2(多選)兩位同學穿旱冰鞋，面對面站立不動，互推后向相反的方向運動，不計摩擦阻力，下列判斷正確的是()A互推后兩同學總動量增加B互推后兩同學動量大小相等，方向相反C分離時質量大的同學的速度小一些D互推過程中機械能守恒解析：對兩同學所組成的系統(tǒng)，互推過程中，合外力為零，總動量守恒，故A錯誤；兩同學動量的變化量大小相等，方向相反，故B、C正確；互推過程中機械能增大，故D錯誤答案：BC3將靜置在地面上，質量為M(含燃料)的火箭模型點火升空，在極短時間內(nèi)以相對地面的速度v0豎直向下噴出質量為m的熾熱氣體忽略噴氣過程重力和空氣阻力的影響，則噴氣結束時火箭模型獲得的速度大小是()A.v0B.v0C.v0 D.v0解析：取向上為正方向，由動量守恒定律得：0(Mm)vmv0.則火箭速度：v.故選D.答案：D4如圖，質量為M的小船在靜止水面上以速率v0向右勻速行駛，一質量為m的救生員站在船尾，相對小船靜止若救生員以相對水面速率v水平向左躍入水中，則救生員躍出后小船的速率為()Av0v Bv0vCv0(v0v) Dv0(v0v)解析：人在躍出的過程中，船、人組成的系統(tǒng)水平方向上動量守恒，規(guī)定向右為正方向則：(Mm)v0Mvmv，解得：vv0(v0v)故選C.答案：C1關于牛頓運動定律和動量守恒定律的適用范圍，下列說法正確的是()A牛頓運動定律也適合解決高速運動的問題B牛頓運動定律也適合解決微觀粒子的運動問題C動量守恒定律既適用于低速，也適用于高速運動的問題D動量守恒定律適用于宏觀物體，不適用于微觀粒子解析：牛頓運動定律只適合研究低速、宏觀問題，動量守恒定律適用于目前為止物理學研究的各個領域答案：C2(多選)木塊a和b用一根輕彈簧連接起來，放在光滑水平面上，a緊靠在墻壁上，在b上施加向左的水平力使彈簧壓縮，如圖所示，當撤去外力后，下列說法中正確的是()Aa尚未離開墻壁前，a和b組成的系統(tǒng)的動量守恒Ba尚未離開墻壁前，a和b組成的系統(tǒng)的動量不守恒Ca離開墻壁后，a和b組成的系統(tǒng)動量守恒Da離開墻壁后，a和b組成的系統(tǒng)動量不守恒答案：BC3一條約為180 kg的小船漂浮在靜水中，當人從船尾走向船頭時，小船也發(fā)生了移動，忽略水的阻力，以下是某同學利用有關物理知識分析人與船相互作用過程時所畫出的草圖，圖中虛線部分為人走到船頭時的情景請用有關物理知識判斷下列圖中所描述物理情景正確的是()解析：人和船組成的系統(tǒng)動量守恒，總動量為零，人向前走時，船將向后退，B正確答案：B4(多選)如圖所示，水平面上有兩個木塊，兩木塊的質量分別為m1、m2，且m22m1.開始兩木塊之間有一根用輕繩縛住的已壓縮輕彈簧，燒斷繩后，兩木塊分別向左、右運動若兩木塊m1和m2與水平面間的動摩擦因數(shù)分別為1、2，且122，則在彈簧伸長的過程中，兩木塊()A動量大小之比為11B速度大小之比為21C動量大小之比為21D速度大小之比為11解析：以兩木塊及彈簧組成的系統(tǒng)為研究對象，繩斷開后，彈簧將對兩木塊有推力作用，這可以看成是內(nèi)力；水平面對兩木塊有方向相反的滑動摩擦力，且Ff11m1g，F(xiàn)f22m2g.因此系統(tǒng)所受合外力F合1m1g2m2g0，即滿足動量守恒定律的條件設彈簧伸長過程中某一時刻，兩木塊速度大小分別為v1、v2，由動量守恒定律有(以向右為正方向)：m1v1m2v20，即m1v1m2v2.即兩物體的動量大小之比為11，故A正確兩物體的速度大小之比為，故B項正確答案：AB5在高速公路上發(fā)生了一起交通事故，一輛質量為1 500 kg向南行駛的長途客車迎面撞上一輛質量為3 000 kg向北行駛的卡車，撞后兩車連在一起，并向南滑行一段距離后停止根據(jù)測速儀的測定，長途客車撞前以20 m/s的速度勻速行駛，由此可判斷卡車撞前的行駛速度()A小于10 m/sB大于10 m/s，小于20 m/sC大于20 m/s，小于30 m/sD大于30 m/s，小于40 m/s解析：兩車碰撞過程中盡管受到地面的摩擦力作用，但遠小于相互作用的內(nèi)力(碰撞力)，所以動量守恒依題意，碰撞后兩車以共同速度向南滑行，即碰撞后系統(tǒng)的末動量方向向南設長途客車和卡車的質量分別為m1、m2，撞前的速度大小分別為v1、v2，撞后共同速度為v，選定向南為正方向，根據(jù)動量守恒定律有m1v1m2v2(m1m2)v，又v>0，則m1v1m2v2>0，代入數(shù)據(jù)解得v2<v110 m/s.答案：A6如圖所示，甲、乙兩物體在光滑水平面上沿同一直線相向運動，甲、乙物體的速度大小分別為3 m/s和1 m/s；碰撞后甲、乙兩物體都反向運動，速度大小均為2 m/s，則甲、乙兩物體質量之比為()A23B25C35 D53解析：選取碰撞前甲物體的速度方向為正方向，根據(jù)動量守恒定律有m甲v1m乙v2m甲v1m乙v2，代入數(shù)據(jù)，可得m甲m乙35，選項C正確答案：C7.(多選)如圖所示，A、B兩個小球在光滑水平面上沿同一直線相向運動，它們的動量大小分別為p1和p2，碰撞后A球繼續(xù)向右運動，動量大小為p1，則下列等式成立的是()Ap1p2p1p2Bp1p2p1p2Cp1p1p2p2 Dp1p1p2p2解析：因水平面光滑，所以A、B兩球組成的系統(tǒng)在水平方向上動量守恒以向右為正方向，由于p1、p2、p1、p2均表示動量的大小，所以碰前的動量為p1p2，碰后的動量為p1p2，B對經(jīng)變形p1p1p2p2，D對答案：BD8一炮艇總質量為M，以速度v0勻速行駛，從艇上以相對炮艇的水平速度v沿前進方向發(fā)射一質量為m的炮彈，射出炮彈后炮艇的速度為v，若不計水的阻力，則下列各關系式中正確的是()AMv0MvmvBMv0(Mm)vmvCMv0(Mm)vm(vv0)DMv0(Mm)vm(vv)解析：發(fā)射炮彈的過程，系統(tǒng)動量守恒，發(fā)射前，系統(tǒng)的總動量為Mv0，射出炮彈后，炮艇的質量變?yōu)镸m，速度為v，炮彈質量為m，對地速度為vv，所以系統(tǒng)總動量為(Mm)vm(vv)，本題答案為D.答案：D9一輛車在水平光滑路面上以速度v勻速行駛車上的人每次以相同的速度4v(對地速度)向行駛的正前方拋出一個質量為m的沙包拋出第一個沙包后，車速減為原來的，則拋出第四個沙包后，此車的運動情況如何？解析：設車的總質量為M，拋出第四個沙包后車速為v1，由全過程動量守恒得Mv(M4m)v14m4v.對拋出第一個沙包前后列方程有：Mv(Mm)vm4v.將式所得M13m代入式，解得拋出第四個沙包后車速為v1，負號表示向后退答案：車以的速度向后退10為了采集木星和火星之間星云的標本，將航天器制成勺形星云物質彼此間相對靜止航天器質量為104 kg，正以10 km/s的速度運行，星云物質速度為100 m/s，方向與航天器相同，航天器沒有開啟動力裝置如果每秒鐘可搜集10 kg星云物質，一個小時后航天器的速度變?yōu)槎嗌伲?以上速度均相對于同一慣性參考系)解析：這是一道結合天體運動使用動量守恒定律解答的題目，動量守恒定律中的速度不一定都以地面為參考系，只要相對于同一參考系就行由動量守恒定律有m航v航mv云(m航m)v，代入數(shù)據(jù)解得v2 252 m/s.答案：2 252 m/s11質量為1 000 kg的轎車與質量為4 000 kg的貨車迎面相撞碰撞后兩車絞在一起，并沿貨車行駛方向運動一段路程后停止(如圖所示)，從事故現(xiàn)場測出，兩車相撞前，貨車的行駛速度為54 km/h，撞后兩車的共同速度為18 km/h.該段公路對轎車的限速為100 km/h.試判斷轎車是否超速行駛. 解析：碰撞中兩車間的相互作用力很大，可忽略兩車受到的其他作用力，近似認為兩車在碰撞過程中動量守恒設轎車質量為m1，貨車質量為m2；碰撞前轎車速度為v1，貨車速度為v2；碰撞后兩車的共同速度為v.選轎車碰撞前的速度方向為正方向碰撞前系統(tǒng)的總動量為m1v1m2v2，碰撞后系統(tǒng)的總動量為(m1m2)v，由動量守恒定律得：m1v1m2v2(m1m2)v，v1 km/h126 km/h>100 km/h，故轎車在碰撞前超速行駛答案：轎車超速行駛