鲁科版高中物理选择性必修第一册课后习题 第1章 动量及其守恒定律 第2节 动量守恒定律及其应用

第2节动量守恒定律及其应用
A级必备知识基础练
1.(湖北高二期末)如图所示,木块A、B静置于光滑水平面上,与轻质弹簧两端相连,B紧靠墙壁。

现有一颗子弹水平射入木块A并留在其中,在子弹射入木块A及之后运动的过程中,子弹、两木块和弹簧(弹簧始终处于弹性限度内)组成的系统( )
A.动量不守恒、机械能不守恒
B.动量不守恒、机械能守恒
C.动量守恒、机械能守恒
D.动量守恒、机械能不守恒
2.(多选)一人造卫星在绕地球做匀速圆周运动,若其沿运动方向的相反方向释放出一物体P,不计空气阻力,则( )
A.人造卫星一定离开原来轨道运动
B.物体P一定离开原来轨道运动
C.人造卫星运动半径一定增大
D.物体P运动半径一定减小
3.如图所示,在足够长的光滑水平面上有一静止的质量为M的斜面,斜面表面光滑、高度为h、倾角为θ。

一质量为m(m<M)的小物块以一定的初速度沿水平面向右运动,不计冲上斜面过程中机械能的损失。

如果斜面固定,则小物块恰能冲到斜面顶端。

如果斜面不固定,则小物块冲上斜面后能达到的最大高度为( )
A.h
B.m
h
m+M
h
C.m
M
D.M
h
m+M
4.一炮艇总质量为m0,以速度v0匀速行驶,从艇上以相对炮艇的水平速度v 沿前进方向发射一质量为m的炮弹,射出炮弹后炮艇的速度为v',若不计水的阻力,则下列各关系式正确的是( )
A.m0v0=m0v'+mv
B.m0v0=(m0-m)v'+mv
C.m0v0=(m0-m)v'+m(v+v0)
D.m0v0=(m0-m)v'+m(v+v')
5.甲、乙两个溜冰者的质量分别为48 kg和50 kg,甲手里拿着质量为2 kg 的球,两人均以2 m/s的速率在光滑的冰面上沿同一直线相向滑行,甲将球传给乙,乙再将球传给甲,这样抛接几次后,球又回到甲的手里,乙的速度
为零,此时甲的速度大小为。

B级关键能力提升练
6.(多选)如图所示,A、B两质量相等的物体,原来静止在平板小车C上,A
和B间夹一被压缩了的轻弹簧,A、B与平板车上表面动摩擦因数之比为3∶2,地面光滑。

当弹簧突然释放后,A、B相对C滑动的过程中( )
A.A、B系统动量守恒
B.A、B、C系统动量守恒
C.小车向左运动
D.小车向右运动
7.两磁体各放在两辆小车上,小车能在水平面上无摩擦地沿同一直线运动。

已知甲车和磁体的总质量为0.5 kg,乙车和磁体的总质量为1.0 kg,两磁体的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
的速度为3 m/s,方向与甲相反,两车运动过程中始终未相碰。

则:
(1)两车最近时,乙的速度为多大?
(2)甲车开始反向时,乙的速度为多大?
8.如图所示,质量M=8 kg、倾角θ=30°的光滑斜面体静止在光滑的水平面上,斜面BC与水平面AB通过一小段圆弧平滑连接。

质量m=2 kg的物体静止于水平面上的D点,D、B两点间的距离L=10 m。

现给物体施加一水平向右的恒力F=10 N,物体运动至B点时立即撤去该恒力,物体恰好能运动到斜面体的最高点C。

重力加速度大小g取10 m/s2。

求:
(1)物体到达B点时的速度大小和物体从D点运动到B点的时间;
(2)斜面体斜面的长度。

参考答案
第2节 动量守恒定律及其应用
1.A 在子弹射入木块A 之后运动的过程中,墙壁对木块B 有弹力,子弹、两木块和弹簧组成的系统所受合外力不为零,动量不守恒;在子弹射入木块A 的过程中,由于子弹与木块间有摩擦,一部分机械能转化为内能,子弹、两木块和弹簧组成的系统机械能不守恒。

故选A 。

2.AC 由反冲运动的知识可知,人造卫星的速度一定增大,人造卫星做离心运动,运动半径增大。

但物体P 是否离开原来的轨道运动,要根据释放时的速度大小而定,若释放的速度与原来的速度大小相等,则P 仍在原来的轨道上反方向运动。

反之,轨道半径变化。

故选A 、C 。

3.D 当斜面固定时,由机械能守恒定律得mgh=1
2mv 02;当斜面不固定
时,由水平方向动量守恒得mv 0=(M+m)v,由机械能守恒定律得1
2
mv 02=
12
(M+m)v 2+mgh',联立解得h'=
M
m+M
h,选项D 正确。

4.D 发射炮弹的过程,系统动量守恒,发射前,系统的总动量为m 0v 0,射出炮弹后,炮艇的质量变为m 0-m,速度为v',炮弹质量为m,对地速度为v+v',所以系统总动量为(m 0-m)v'+m(v+v'),故选D 。

5.解析甲、乙、球三者在整个过程中动量守恒,有(m 甲+m 球)v 1-m 乙v 1=(m
甲
+m 球)v',代入数据得v'=0。

答案0
6.BC 系统动量守恒的条件是合外力为零,A、B、C组成的系统所受合外力为零,故A、B、C系统动量守恒,故A错误,B正确;压缩弹簧突然释放将A、B弹开过程中,A、B相对C发生相对运动,A向左运动,A受到的摩擦力向右,故C受到A的滑动摩擦力向左,B向右运动,B受到的摩擦力向左,故C受到B的滑动摩擦力向右,而A、B与平板车的上表面的滑动摩擦力之比为3∶2,所以C受到向左的摩擦力大于向右的摩擦力,故C向左运动,故C正确,D错误。

7.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
m/s。

所以两车最近时,乙车的速度为v=4
3
(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'
解得v乙'=2m/s。

m/s (2)2 m/s
答案(1)4
3
8.解析(1)设物体到达B点时的速度大小为v B,物体从D点运动到B
mv B2
点过程中,由动能定理有FL=1
2
解得v B=10m/s
设物体从D点运动到B点的时间为t,由动量定理有Ft=mv B
解得t=2s。

(2)物体在斜面上滑行时,物体与斜面体组成的系统在水平方向动量守恒、机械能守恒,当物体运动到斜面体的最高点时,二者达到共同速度v,设斜面体斜面的长度为v B=(m+M)v
由机械能守恒定律有1
2mv B2=1
2
(m+M)v2+mg。

答案(1)10 m/s 2 s (2)8 m。