2013-2014高中物理 1.3 动量守恒定律规范训练 教科版选修.doc

3动量守恒定律 (时间：60分钟)知识点基础中档稍难动量守恒的条件31、2根据动量守恒定律判断物体运动方向5、6、74多个物体组成的系统的动量守恒8、9动量守恒定律与运动图象的结合1110综合提升131214知识点一动量守恒的条件1在光滑水平面上A、B两小车中间有一弹簧，如图1-3-7所示用手抓住小车并将弹簧压缩后使小车处于静止状态将两小车及弹簧看做一个系统，下列说法中正确的是()图1-3-7A两手同时放开后，系统总动量始终为零B先放开左手，再放开右手后，动量不守恒C先放开左手，后放开右手，总动量向左D无论何时放手，两手放开后，在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零解析在两手同时放开后，水平方向无外力作用，只有弹簧的弹力(内力)，故动量守恒，即系统的总动量始终为零，A对先放开左手，再放开右手后，是指两手对系统都无作用力之后的那一段时间，系统所受合外力也为零，即动量是守恒的，B错先放开左手，系统在右手作用下，获得向左的冲量，故有向左的动量，再放开右手后，系统的动量仍守恒，即此后的总动量向左，C对其实，无论何时放开手，只要是两手都放开就满足动量守恒的条件，即系统的总动量保持不变若同时放开，那么放开后系统的总动量就等于放手前的总动量，即为零；若两手先后放开，那么两手都放开后的总动量就与放开最后一只手后系统所具有的总动量相等，即不为零，D对答案ACD2如图1-3-8所示，A、B两木块紧靠在一起且静止于光滑水平面上，物块C以一定的初速度v0从A的左端开始向右滑行，最后停在B木块的右端，对此过程，下列叙述正确的是()图1-3-8A当C在A上滑行时，A、C组成的系统动量守恒B当C在B上滑行时，B、C组成的系统动量守恒C无论C是在A上滑行还是在B上滑行，A、B、C三物块组成的系统都动量守恒D当C在B上滑行时，A、B、C组成的系统动量不守恒解析当C在A上滑行时，若以A、C为系统，B对A的作用力为外力，不等于零，故系统动量不守恒，A选项错误；当C在B上滑行时，A、B已分离，以B、C为系统，沿水平方向不受外力作用，故系统动量守恒，B选项正确；若将A、B、C三物视为一系统，则沿水平方向无外力作用，系统动量守恒，C选项正确、D选项错误答案BC3如图1-3-9所示，质量为M的小车置于光滑的水平面上，车的上表面粗糙，有一质量为m的木块以初速度v0水平地滑至车的上表面，若车表面足够长，则()图1-3-9A木块的最终速度为v0B由于车表面粗糙，小车和木块所组成的系统动量不守恒C车表面越粗糙，木块减少的动量越多D车表面越粗糙，小车获得的动量越多解析由m和M组成的系统水平方向动量守恒易得A正确；m和M动量的变化与小车上表面的粗糙程度无关，因为车表面足够长，最终各自的动量与摩擦力大小无关答案A知识点二根据动量守恒定律判断物体运动方向4如图1-3-10所示，在光滑水平面上，有一质量为M3 kg的薄板和质量m1 kg的物块，都以v4 m/s的初速度朝相反的方向运动，它们之间有摩擦，薄板足够长，当薄板的速度为2.4 m/s时，物块的运动情况是() 图1-3-10A做加速运动 B做减速运动C做匀速运动 D以上运动都有可能解析薄板足够长，则最终物块和薄板达到共同速度v，由动量守恒定律得(取薄板运动方向为正方向)Mvmv(Mm)v.则v m/s2 m/s.共同运动速度的方向与薄板初速度的方向相同在物块和薄板相互作用过程中，薄板一直做匀减速运动，而物块先沿负方向减速到速度为零，再沿正方向加速到2 m/s.当薄板速度为v12.4 m/s时，设物块的速度为v2，由动量守恒定律得MvmvMv1mv2.v2 m/s0.8 m/s.即此时物块的速度方向沿正方向，故物块做加速运动答案A5小船相对地面以速度v1向东行驶，若在船上以相对于地面的速率v水平向西抛出一个质量为m的重物，则小船的速度将()A不变 B减小C增大 D改变方向解析以运动的整个系统为研究对象，在水平方向上不受外力的作用，系统遵守动量守恒定律根据动量守恒定律可得选项C正确答案C6如图1-3-11所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块木箱和小木块都具有一定的质量现使木箱获得一个向右的初速度v0，则()图1-3-11A小木块和木箱最终都将静止B小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动C小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动D如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动解析因系统受合外力为零，根据系统动量守恒可知最终两个物体以相同的速度一起向右运动，故B正确答案B7质量为M的砂车，沿光滑水平面以速度v0做匀速直线运动，此时从砂车上方落入一个质量为m的大铁球，如图1-3-12 所示，则铁球落入砂车后，砂车将()图1-3-12A立即停止运动B仍匀速运动，速度仍为v0C仍匀速运动，速度小于v0D做变速运动，速度不能确定解析砂车及铁球组成的系统，水平方向不受外力，水平方向动量守恒，所以有Mv0(Mm)v，得vv0v0，故选C.答案C知识点三多个物体组成的系统的动量守恒8如图1-3-13所示，一平板车静止在光滑的水平地面上，甲、乙两人分别站在车上左右两端当两人同时相向而行时，发现小车向左移动则()图1-3-13A若两人质量相等，必定是v甲v乙B若两人质量相等，必定是v乙v甲C若两人速率相等，必定是m甲m乙D若两人速率相等，必定是m乙m甲解析取甲、乙两人和平板车为系统，系统动量守恒由于总动量始终为零，小车向左移动，说明甲和乙的总动量方向向右，即甲的动量大于乙的动量当两人质量相等时，必定是v甲v乙，所以选项A正确、B错误若两人速率相等，则必定是m甲m乙，所以选项C正确、D错误答案AC9质量为M的木块在光滑的水平面上以速度v1向右运动，质量为m的子弹以速度v2水平向左射入木块，要使木块停下来，必须发射子弹的数目为(子弹留在木块内)()A. B.C. D.解析设须发射数目为n，以v1为正方向，由动量守恒定律，得Mv1nmv20，所以n，故选C.答案C知识点四动量守恒定律与运动图象的结合10如图1-3-14甲所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量为m2 kg的另一物体B以水平速度v02 m/s滑上原来静止的长木板A的表面，由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图(乙)所示，则下列说法正确的是()甲乙图1-3-14A木板获得的动能为2 JB系统损失的机械能为4 JC木板A的最小长度为1 mDA、B间的动摩擦因数为0.1解析从题图可以看出，B做匀减速运动，A做匀加速运动，最后的共同速度为1 m/s，系统动量守恒，mv0(mM)v，求得M2 kg，木板获得的动能为1 J，系统损失的动能为2 J，木板的最小长度是两者在1 s内的位移差为1 m，B运动的加速度大小为1 m/s2，动摩擦因数为0.1.故选项C、D正确答案CD11A、B两球沿同一条直线运动，如图1-3-15所示的s t图象记录了它们碰撞前后的运动情况，其中a、b分别为A、B碰撞前的s t图线，c为碰撞后它们的st 图线若A球质量为1 kg，则B球质量是()图1-3-15A0.17 kg B0.34 kgC0.67 kg D1.00 kg解析由图象可知碰撞前两者做匀速直线运动的速度分别为：va m/s3 m/s，vb m/s2 m/s，碰撞后二者粘在一起做匀速直线运动的速度为：vc m/s1 m/s，由于碰撞过程中动量守恒，则有：mAvamBvb(mAmB)vc可解得：mB0.67 kg.答案C12在沙堆上有一木块，质量M5 kg，木块上放一爆竹，质量m0.10 kg.点燃爆竹后木块陷入沙中深5 cm，若沙对木块运动的阻力恒为58 N，不计爆竹中火药质量和空气阻力求爆竹上升的最大高度解析火药爆炸时内力远大于重力，所以爆炸时动量守恒，设v、v分别为爆炸后爆竹和木块的速率，取向上的方向为正方向，由动量守恒定律得mvMv0(式中v、v分别为爆炸后爆竹和木块的速率)木块陷入沙中做匀减速运动到停止，其加速度为a m/s21.6 m/s2木块做匀减速运动的初速度v m/s0.4 m/s将代入式，得v20 m/s爆竹以初速度v做竖直上抛运动，上升的最大高度为h m20 m.答案20 m13两磁铁各放在一辆小车上，小车能在水平面上无摩擦地沿同一直线运动已知甲车和磁铁的总质量为0.5 kg，乙车和磁铁的总质量为1.0 kg.两磁铁的N极相对推动一下，使两车相向运动某时刻甲的速率为2 m/s，乙的速率为3 m/s，方向与甲相反，两车运动过程中始终未相碰求：(1)两车最近时，乙的速度为多大？(2)甲车开始反向运动时，乙的速度为多大？解析(1)两车相距最近时，两车的速度相同，设该速度为v，取乙车的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：m乙v乙m甲v甲(m甲m乙)v.所以两车最近时，乙车的速度为v m/s. m/s1.33 m/s.(2)甲车开始反向时其速度为0，设此时乙车的速度为v乙，由动量守恒定律得：m乙v乙m甲v甲m乙v乙， 得v乙 m/s2 m/s. 答案(1)1.33 m/s(2)2 m/s14如图1-3-16所示，在光滑的水平面上有两个并排放置的木块A和B，已知mA0.5 kg，mB0.3 kg，有一质量为m80 g的小铜块C以vC25 m/s的水平初速度开始在A表面上滑动，由于C与A、B之间有摩擦，最后停在B上，B和C以v2.5 m/s的速度共同前进，求：图1-3-16(1)木块A的最后速度vA.(2)木块C在离开A时速度vC.解析(1)以A、B、C三个物体为研究对象，系统受到的合外力为零，所以动量守恒C刚滑上A瞬时，系统的总动量就是C所具有的动量，pmCvC.作用后，B、C一起运动时，设这时A的速度为vA，那么系统的总动量是pmAvA(mBmC)v，根据动量守恒定律有mCvCmAvA(mBmC)v，所以vA m/s2.1 m/s.(2)以A、B、C三个物体为研究对象，以C刚滑上A时为初时刻，C刚滑上B前瞬间为末时刻，则系统的初动量p1mCvC，设刚滑上B时C的速度为vC，则系统的末动量pmCvC(mAmB)vA.根据动量守恒有mCvCmCvC(mAmB)vA.得vCvCvAm/s4 m/s.答案(1)2.1 m/s(2)4 m/s