2013-2014高中物理 1.3 動量守恒定律規(guī)范訓(xùn)練 教科版選修.doc

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3動量守恒定律 (時間：60分鐘)知識點基礎(chǔ)中檔稍難動量守恒的條件31、2根據(jù)動量守恒定律判斷物體運動方向5、6、74多個物體組成的系統(tǒng)的動量守恒8、9動量守恒定律與運動圖象的結(jié)合1110綜合提升131214知識點一動量守恒的條件1在光滑水平面上A、B兩小車中間有一彈簧，如圖1-3-7所示用手抓住小車并將彈簧壓縮后使小車處于靜止?fàn)顟B(tài)將兩小車及彈簧看做一個系統(tǒng)，下列說法中正確的是()圖1-3-7A兩手同時放開后，系統(tǒng)總動量始終為零B先放開左手，再放開右手后，動量不守恒C先放開左手，后放開右手，總動量向左D無論何時放手，兩手放開后，在彈簧恢復(fù)原長的過程中，系統(tǒng)總動量都保持不變，但系統(tǒng)的總動量不一定為零解析在兩手同時放開后，水平方向無外力作用，只有彈簧的彈力(內(nèi)力)，故動量守恒，即系統(tǒng)的總動量始終為零，A對先放開左手，再放開右手后，是指兩手對系統(tǒng)都無作用力之后的那一段時間，系統(tǒng)所受合外力也為零，即動量是守恒的，B錯先放開左手，系統(tǒng)在右手作用下，獲得向左的沖量，故有向左的動量，再放開右手后，系統(tǒng)的動量仍守恒，即此后的總動量向左，C對其實，無論何時放開手，只要是兩手都放開就滿足動量守恒的條件，即系統(tǒng)的總動量保持不變?nèi)敉瑫r放開，那么放開后系統(tǒng)的總動量就等于放手前的總動量，即為零；若兩手先后放開，那么兩手都放開后的總動量就與放開最后一只手后系統(tǒng)所具有的總動量相等，即不為零，D對答案ACD2如圖1-3-8所示，A、B兩木塊緊靠在一起且靜止于光滑水平面上，物塊C以一定的初速度v0從A的左端開始向右滑行，最后停在B木塊的右端，對此過程，下列敘述正確的是()圖1-3-8A當(dāng)C在A上滑行時，A、C組成的系統(tǒng)動量守恒B當(dāng)C在B上滑行時，B、C組成的系統(tǒng)動量守恒C無論C是在A上滑行還是在B上滑行，A、B、C三物塊組成的系統(tǒng)都動量守恒D當(dāng)C在B上滑行時，A、B、C組成的系統(tǒng)動量不守恒解析當(dāng)C在A上滑行時，若以A、C為系統(tǒng)，B對A的作用力為外力，不等于零，故系統(tǒng)動量不守恒，A選項錯誤；當(dāng)C在B上滑行時，A、B已分離，以B、C為系統(tǒng)，沿水平方向不受外力作用，故系統(tǒng)動量守恒，B選項正確；若將A、B、C三物視為一系統(tǒng)，則沿水平方向無外力作用，系統(tǒng)動量守恒，C選項正確、D選項錯誤答案BC3如圖1-3-9所示，質(zhì)量為M的小車置于光滑的水平面上，車的上表面粗糙，有一質(zhì)量為m的木塊以初速度v0水平地滑至車的上表面，若車表面足夠長，則()圖1-3-9A木塊的最終速度為v0B由于車表面粗糙，小車和木塊所組成的系統(tǒng)動量不守恒C車表面越粗糙，木塊減少的動量越多D車表面越粗糙，小車獲得的動量越多解析由m和M組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒易得A正確；m和M動量的變化與小車上表面的粗糙程度無關(guān)，因為車表面足夠長，最終各自的動量與摩擦力大小無關(guān)答案A知識點二根據(jù)動量守恒定律判斷物體運動方向4如圖1-3-10所示，在光滑水平面上，有一質(zhì)量為M3 kg的薄板和質(zhì)量m1 kg的物塊，都以v4 m/s的初速度朝相反的方向運動，它們之間有摩擦，薄板足夠長，當(dāng)薄板的速度為2.4 m/s時，物塊的運動情況是() 圖1-3-10A做加速運動 B做減速運動C做勻速運動 D以上運動都有可能解析薄板足夠長，則最終物塊和薄板達(dá)到共同速度v，由動量守恒定律得(取薄板運動方向為正方向)Mvmv(Mm)v.則v m/s2 m/s.共同運動速度的方向與薄板初速度的方向相同在物塊和薄板相互作用過程中，薄板一直做勻減速運動，而物塊先沿負(fù)方向減速到速度為零，再沿正方向加速到2 m/s.當(dāng)薄板速度為v12.4 m/s時，設(shè)物塊的速度為v2，由動量守恒定律得MvmvMv1mv2.v2 m/s0.8 m/s.即此時物塊的速度方向沿正方向，故物塊做加速運動答案A5小船相對地面以速度v1向東行駛，若在船上以相對于地面的速率v水平向西拋出一個質(zhì)量為m的重物，則小船的速度將()A不變 B減小C增大 D改變方向解析以運動的整個系統(tǒng)為研究對象，在水平方向上不受外力的作用，系統(tǒng)遵守動量守恒定律根據(jù)動量守恒定律可得選項C正確答案C6如圖1-3-11所示，一個木箱原來靜止在光滑水平面上，木箱內(nèi)粗糙的底板上放著一個小木塊木箱和小木塊都具有一定的質(zhì)量現(xiàn)使木箱獲得一個向右的初速度v0，則()圖1-3-11A小木塊和木箱最終都將靜止B小木塊最終將相對木箱靜止，二者一起向右運動C小木塊在木箱內(nèi)壁將始終來回往復(fù)碰撞，而木箱一直向右運動D如果小木塊與木箱的左壁碰撞后相對木箱靜止，則二者將一起向左運動解析因系統(tǒng)受合外力為零，根據(jù)系統(tǒng)動量守恒可知最終兩個物體以相同的速度一起向右運動，故B正確答案B7質(zhì)量為M的砂車，沿光滑水平面以速度v0做勻速直線運動，此時從砂車上方落入一個質(zhì)量為m的大鐵球，如圖1-3-12 所示，則鐵球落入砂車后，砂車將()圖1-3-12A立即停止運動B仍勻速運動，速度仍為v0C仍勻速運動，速度小于v0D做變速運動，速度不能確定解析砂車及鐵球組成的系統(tǒng)，水平方向不受外力，水平方向動量守恒，所以有Mv0(Mm)v，得vv0v0，故選C.答案C知識點三多個物體組成的系統(tǒng)的動量守恒8如圖1-3-13所示，一平板車靜止在光滑的水平地面上，甲、乙兩人分別站在車上左右兩端當(dāng)兩人同時相向而行時，發(fā)現(xiàn)小車向左移動則()圖1-3-13A若兩人質(zhì)量相等，必定是v甲v乙B若兩人質(zhì)量相等，必定是v乙v甲C若兩人速率相等，必定是m甲m乙D若兩人速率相等，必定是m乙m甲解析取甲、乙兩人和平板車為系統(tǒng)，系統(tǒng)動量守恒由于總動量始終為零，小車向左移動，說明甲和乙的總動量方向向右，即甲的動量大于乙的動量當(dāng)兩人質(zhì)量相等時，必定是v甲v乙，所以選項A正確、B錯誤若兩人速率相等，則必定是m甲m乙，所以選項C正確、D錯誤答案AC9質(zhì)量為M的木塊在光滑的水平面上以速度v1向右運動，質(zhì)量為m的子彈以速度v2水平向左射入木塊，要使木塊停下來，必須發(fā)射子彈的數(shù)目為(子彈留在木塊內(nèi))()A. B.C. D.解析設(shè)須發(fā)射數(shù)目為n，以v1為正方向，由動量守恒定律，得Mv1nmv20，所以n，故選C.答案C知識點四動量守恒定律與運動圖象的結(jié)合10如圖1-3-14甲所示，長木板A放在光滑的水平面上，質(zhì)量為m2 kg的另一物體B以水平速度v02 m/s滑上原來靜止的長木板A的表面，由于A、B間存在摩擦，之后A、B速度隨時間變化情況如圖(乙)所示，則下列說法正確的是()甲乙圖1-3-14A木板獲得的動能為2 JB系統(tǒng)損失的機械能為4 JC木板A的最小長度為1 mDA、B間的動摩擦因數(shù)為0.1解析從題圖可以看出，B做勻減速運動，A做勻加速運動，最后的共同速度為1 m/s，系統(tǒng)動量守恒，mv0(mM)v，求得M2 kg，木板獲得的動能為1 J，系統(tǒng)損失的動能為2 J，木板的最小長度是兩者在1 s內(nèi)的位移差為1 m，B運動的加速度大小為1 m/s2，動摩擦因數(shù)為0.1.故選項C、D正確答案CD11A、B兩球沿同一條直線運動，如圖1-3-15所示的s t圖象記錄了它們碰撞前后的運動情況，其中a、b分別為A、B碰撞前的s t圖線，c為碰撞后它們的st 圖線若A球質(zhì)量為1 kg，則B球質(zhì)量是()圖1-3-15A0.17 kg B0.34 kgC0.67 kg D1.00 kg解析由圖象可知碰撞前兩者做勻速直線運動的速度分別為：va m/s3 m/s，vb m/s2 m/s，碰撞后二者粘在一起做勻速直線運動的速度為：vc m/s1 m/s，由于碰撞過程中動量守恒，則有：mAvamBvb(mAmB)vc可解得：mB0.67 kg.答案C12在沙堆上有一木塊，質(zhì)量M5 kg，木塊上放一爆竹，質(zhì)量m0.10 kg.點燃爆竹后木塊陷入沙中深5 cm，若沙對木塊運動的阻力恒為58 N，不計爆竹中火藥質(zhì)量和空氣阻力求爆竹上升的最大高度解析火藥爆炸時內(nèi)力遠(yuǎn)大于重力，所以爆炸時動量守恒，設(shè)v、v分別為爆炸后爆竹和木塊的速率，取向上的方向為正方向，由動量守恒定律得mvMv0(式中v、v分別為爆炸后爆竹和木塊的速率)木塊陷入沙中做勻減速運動到停止，其加速度為a m/s21.6 m/s2木塊做勻減速運動的初速度v m/s0.4 m/s將代入式，得v20 m/s爆竹以初速度v做豎直上拋運動，上升的最大高度為h m20 m.答案20 m13兩磁鐵各放在一輛小車上，小車能在水平面上無摩擦地沿同一直線運動已知甲車和磁鐵的總質(zhì)量為0.5 kg，乙車和磁鐵的總質(zhì)量為1.0 kg.兩磁鐵的N極相對推動一下，使兩車相向運動某時刻甲的速率為2 m/s，乙的速率為3 m/s，方向與甲相反，兩車運動過程中始終未相碰求：(1)兩車最近時，乙的速度為多大？(2)甲車開始反向運動時，乙的速度為多大？解析(1)兩車相距最近時，兩車的速度相同，設(shè)該速度為v，取乙車的速度方向為正方向，由動量守恒定律得：m乙v乙m甲v甲(m甲m乙)v.所以兩車最近時，乙車的速度為v m/s. m/s1.33 m/s.(2)甲車開始反向時其速度為0，設(shè)此時乙車的速度為v乙，由動量守恒定律得：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如圖1-3-16所示，在光滑的水平面上有兩個并排放置的木塊A和B，已知mA0.5 kg，mB0.3 kg，有一質(zhì)量為m80 g的小銅塊C以vC25 m/s的水平初速度開始在A表面上滑動，由于C與A、B之間有摩擦，最后停在B上，B和C以v2.5 m/s的速度共同前進(jìn)，求：圖1-3-16(1)木塊A的最后速度vA.(2)木塊C在離開A時速度vC.解析(1)以A、B、C三個物體為研究對象，系統(tǒng)受到的合外力為零，所以動量守恒C剛滑上A瞬時，系統(tǒng)的總動量就是C所具有的動量，pmCvC.作用后，B、C一起運動時，設(shè)這時A的速度為vA，那么系統(tǒng)的總動量是pmAvA(mBmC)v，根據(jù)動量守恒定律有mCvCmAvA(mBmC)v，所以vA m/s2.1 m/s.(2)以A、B、C三個物體為研究對象，以C剛滑上A時為初時刻，C剛滑上B前瞬間為末時刻，則系統(tǒng)的初動量p1mCvC，設(shè)剛滑上B時C的速度為vC，則系統(tǒng)的末動量pmCvC(mAmB)vA.根據(jù)動量守恒有mCvCmCvC(mAmB)vA.得vCvCvAm/s4 m/s.答案(1)2.1 m/s(2)4 m/s