2018-2019学年度高二物理人教版选修3-5第16章动量守恒定律--动量 动量守恒定律 碰撞 同步练习(含解析)

江苏省赣榆高级中学2018-2019学年度高二物理
选修3-5第16章动量守恒定律
动量 动量守恒定律 碰撞 同步练习
1．如图所示，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v 0，则( )
第1题图
A ．小木块和木箱最终都将静止
B ．小木块最终相对木箱静止，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 2．质量为m 的小球A ，在光滑的水平面上以速度v 0与质量为3m 的静止小球B 发生正碰，碰撞后A 球的速度大小变为原来的1/3，则碰后小球B 的速度大小可能为( )
A.29v 0
B.13v 0
C.23v 0
D.49
v 0
3．如图所示，在光滑水平面上质量分别为m A ＝2kg ，m B ＝4kg ，速率分别为v A ＝5m/s 、v B ＝2m/s 的A 、B 两小球沿同一直线相向运动，下述正确的是( )
A ．它们碰撞前的总动量是18kg·m/s，方向水平向右
B ．它们碰撞后的总动量是18kg·m/s，方向水平向左
C ．它们碰撞前的总动量是2kg·m/s，方向水平向右
D ．它们碰撞后的总动量是2kg·m/s，方向水平向左
第3题图
4．如图所示，人站在小车上，不断用铁锤敲击小车的一端．下列各种说法哪些是正确的( )
第4题图
A ．如果地面水平、坚硬光滑，则小车将在原地附近做往复运动
B ．如果地面的阻力较大，则小车有可能断断续续地水平向右运动
C ．因为敲打时，铁锤跟小车间的相互作用力属于内力，小车不可能发生运动
D ．小车能否运动，取决于小车跟铁锤的质量之比，跟其他因素无关 5．光滑水平面上两物体A 、B 用不可伸长的松驰细绳相连，A 质量为2kg ，B 质量为1kg ；现使两物体同时沿直线背向而行(v A ＝4m/s ，v B ＝2m/s)，直至绳被拉紧，然后两物体一起运动，它们的总动量大小为________k g·m/s，两物体共同运动的速度大小v 为________m/s.
第5题图
6．长木板B 放在光滑水平面上，小物体A 以水平初速度v 0滑上B 的上表面，它们的速
度随时间变化的情况如图所示，则A与B的质量之比为__________；A克服摩擦力做的功与摩擦力对B做的功之比为__________．
第6题图
7．如图所示，质量分别为1kg、3kg的滑块A、B位于光滑水平面上，现使滑块A以4m/s 的速度向右运动，与左侧连有轻弹簧的滑块B发生碰撞，求二者在发生碰撞的过程中
第7题图
(1)弹簧的最大弹性势能；
(2)滑块B的最大速度
8．如图所示，小球A系在细线的一端，线的另一端固定在O点，O点到水平面的距离为h.物块B质量是小球的5倍，置于粗糙的水平面上且位于O点的正下方，物块与水平面间的动摩擦因数为μ.现拉动小球使线水平伸直，小球由静止开始释放，运动到最低点时与物块发生正碰(碰撞时间极短)，反弹后上升至最高点时到水平面的距离为h/16.小球与物块均视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g，求物块在水平面上滑行的时间t.
第8题图
9．如图所示，质量均为m 的小车与木箱紧挨着静止在光滑的水平冰面上，质量为2m 的小明站在小车上用力向右迅速推出木箱，木箱相对于冰面的速度为v ，接着木箱与右侧竖直墙壁发生弹性碰撞，反弹后被小明接住，求小明接住木箱后三者共同速度的大小．
第9图
动量 动量守恒定律 碰撞 同步练习参考答案
1.B 【解析】 因系统所受合外力为零，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．
2.D 【解析】 设碰后小球B 的速度为v ，A 球的速度方向有两种可能：若碰后A 球的速度方向不变，根据动量守恒定律有mv 0＝13mv 0＋3mv ，可得v ＝29v 0，注意到碰后13v 0>2
9v 0，
即A 球速度仍然大于B 球速度，将发生第二次碰撞，这显然是不可能的；若碰后A 球的速度方向反向，根据动量守恒定律有mv 0＝－13mv 0＋3mv ，可得v ＝49v 0，碰前系统的总机械能为12mv 2
0，
碰后系统的总机械能为1954mv 20，可见，12mv 20>1954mv 20，所以，碰后小球B 的速度大小可能为4
9v 0.
本题答案为D.
3.C 【解析】 根据题述，它们碰撞前的总动量是m B v B －m A v a ＝－2kg ·m/s ，方向水平向右，根据动量守恒定律，它们碰撞后的总动量是2 kg ·m/s ，方向水平向右，选项C 正确ABD 错误．
4.AB 【解析】 本题以动量守恒定律和动量定理为知识依托，考查对物理过程的分析能力和产生结果的推理判断能力．如果地面水平且坚硬光滑，据铁锤下摆过程中系统水平方向动量守恒可以判断小车向左移动；敲击后铁锤弹起上摆时，小车向右运动，即小车做往复运动．如果地面的阻力足够大，小车可能不运动；如果阻力不太大，而铁锤打击力较大，致使小车受向右的合外力而断断续续地水平向右运动．
5.6 2 【解析】 它们的总动量大小为m A v A －m B v B ＝6 kg ·m/s.由动量守恒定律，m A v A
－m B v B ＝(m A ＋m B )v 解得两物体共同运动的速度大小为v ＝2 m/s.
6.1∶2 4∶1
【解析】 由图可知，AB 最后同速，速度为1
3v 0.地面光滑，所以动量守恒 m A v 0＝(m A
＋m B )·13v 0，所以m A ＝m B ＝1∶2，Wf A ＝12m A ⎝ ⎛⎭⎪⎫v 032－12m A v 20，Wf B ＝12m B ⎝ ⎛⎭
⎪⎫v 032
.
∴Wf A ∶Wf B ＝4∶1. 7.(1)6J (2)2 m/s
【解析】 (1)当弹簧压缩最短时，弹簧的弹性势能最大，此时滑块A 、B 共速由动量守恒定律得m A v 0＝(m A ＋m B )v
解得v ＝m A v 0m A ＋m B ＝1×4
1＋3
m/s ＝1 m/s
弹簧的最大弹性势能即滑块A 、B 损失的动能 E m ＝12m A v 20－12
(m A ＋m B )v 2
＝6 J
(2)当弹簧恢复原长时，滑块B 获得最大速度，由动量守恒和能量守恒得 m A v 0＝m A v A ＋m B v m 12m A v 20＝12m B v 2m ＋12m A v 2A 解得v m ＝2 m/s. 8.
2gh 4ug 【解析】 A 与B 碰撞前瞬间，由机械能守恒：m A gh ＝12
m A v A 2
，则v A ＝2gh ；A 反弹后能上升至最高点离水平面的距离为h/16，再由机械能守恒：m A g ·h 16＝1
2
m A v ′
2A
，则v A '＝ 14
2gh ；碰撞过程，动量守恒，则 m A v A ＝－m A v '
A ＋m
B v B ，其中m B ＝5m A ，解得v B
＝ 1
42gh ，此后物块B 在水平面上做匀减速运动，其加速度大小a ＝ug ，则其运动时间t ＝v B a ＝ 2gh 4μg
. 9.v
2 【解析】 取向左为正方向，根据动量守恒定律：
有推出木箱的过程：0＝(m ＋2m)v 1－mv
接住木箱的过程：mv ＋(m ＋2m)v 1＝(m ＋m ＋2m)v 2 解得 共同速度v 2＝v
2.。