2019-2020年高中物理 第16章 第3節(jié) 動(dòng)量守恒定律同步練習(xí) 新人教版選修3-5一、選擇題(14題為單選題，5題為多選題)1如圖所示，光滑水平面上有一小車，小車上有一物體，用一細(xì)線將物體系于小車的A端，物體與小車A端之間有一壓縮的彈簧，某時(shí)刻線斷了，物體沿車滑動(dòng)到B端粘在B端的油泥上。則下述說法中正確的是()若物體滑動(dòng)中不受摩擦力，則全過程機(jī)械能守恒若物體滑動(dòng)中有摩擦力，則全過程系統(tǒng)動(dòng)量守恒小車的最終速度與斷線前相同全過程系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒ABCD答案：B解析：取小車、物體和彈簧為一個(gè)系統(tǒng)，則系統(tǒng)水平方向不受外力(若有摩擦，則物體與小車間的摩擦力為內(nèi)力)，故全過程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，小車的最終速度與斷線前相同。但由于物體粘在B端的油泥上，即物體與小車發(fā)生完全非彈性碰撞，有機(jī)械能損失，故全過程機(jī)械能不守恒。2.如圖所示，光滑圓槽質(zhì)量為M，靜止在光滑的水平面上，其內(nèi)表面有一小球被細(xì)線吊著恰位于槽的邊緣處，如將線燒斷，小球滑到另一邊的最高點(diǎn)時(shí)，圓槽的速度為()A0B向左C向右D不能確定答案：A解析：把小球m和物體M作為一個(gè)系統(tǒng)，因水平面光滑，故系統(tǒng)水平方向不受外力，水平方向動(dòng)量守恒。3.如圖所示，設(shè)車廂長(zhǎng)為L(zhǎng)，質(zhì)量為M，靜止在光滑水平面上，車廂內(nèi)有一質(zhì)量為m的物體，以速度v0向右運(yùn)動(dòng)，與車廂壁來回碰撞n次后，靜止于車廂中，這時(shí)車廂的速度為()Av0，水平向右B0Cmv0/(Mm)，水平向右Dmv0/(Mm)，水平向右答案：C解析：由動(dòng)量守恒定律得mv0(Mm)v，v4如圖所示，質(zhì)量為M的小車靜止在光滑的水平地面上，小車上有n個(gè)質(zhì)量為m的小球，現(xiàn)用兩種方式將小球相對(duì)于地面以恒定速度v向右水平拋出，第一種方式是將n個(gè)小球一起拋出；第二種方式是將小球一個(gè)接一個(gè)地拋出，比較這兩種方式拋完小球后小車的最終速度()A第一種較大B第二種較大C兩種一樣大D不能確定答案：C解析：拋球的過程動(dòng)量守恒，第一種方式全部拋出，取向右為正方向，0nmvMv，得v；第二種方式是將小球一個(gè)接一個(gè)地拋出，每拋出一個(gè)小球列動(dòng)量守恒方程，由數(shù)學(xué)歸納的思想可得v，C正確。5.如圖所示，小車C放在光滑地面上，A、B兩人站在車的兩端，這兩人同時(shí)開始相向行走，發(fā)現(xiàn)車向左運(yùn)動(dòng)，分析小車運(yùn)動(dòng)的原因可能是()AA、B質(zhì)量相等，但A比B速率大BA、B質(zhì)量相等，但A比B速率小CA、B速率相等，但A比B的質(zhì)量大DA、B速率相等，但A比B的質(zhì)量小答案：AC解析：兩人及車組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，則mAvAmBvBmCvC0，得mAvAmBvB>0。二、非選擇題6(上海松江區(qū)高三期末)某同學(xué)質(zhì)量為60kg，在軍事訓(xùn)練中要求他從岸上以2m/s的速度跳到一條向他緩緩飄來的小船上，然后去執(zhí)行任務(wù)，小船的質(zhì)量是140kg，原來的速度是0.5m/s，該同學(xué)上船后又跑了幾步，最終停在船上。此時(shí)小船的速度大小為_m/s，此過程該同學(xué)動(dòng)量的變化大小為_kgm/s。答案：0.25105解析：由動(dòng)量守恒mv1Mv2(Mm)v得v0.25m/spmv1mv105kgm/s7一人站在靜止于冰面的小車上，人與車的總質(zhì)量M70 kg，當(dāng)它接到一個(gè)質(zhì)量m20 kg、以速度v05 m/s迎面滑來的木箱后，立即以相對(duì)于自己v5 m/s的速度逆著木箱原來滑行的方向推出，不計(jì)冰面阻力。則小車獲得的速度是多大？方向如何？答案：2.2m/s方向與木箱的初速度v0相同解析：設(shè)推出木箱后小車的速度為v，此時(shí)木箱相對(duì)地面的速度為(vv)，由動(dòng)量守恒定律得mv0Mvm(vv)vm/s2.2m/s。與木箱的初速度v0方向相同。能力提升一、選擇題(單選題)1.如圖所示，兩輛質(zhì)量相同的小車置于光滑的水平面上，有一個(gè)人靜止站在A車上，兩車靜止，若這個(gè)人自A車跳到B車上，接著又跳回A車，靜止于A車上，則A車的速率()A等于零B小于B車的速率C大于B車的速率D等于B車的速率答案：B解析：兩車和人組成的系統(tǒng)位于光滑的水平面上，因而該系統(tǒng)動(dòng)量守恒，設(shè)人的質(zhì)量為m1，車的質(zhì)量為m2，A、B車的速率分別為v1、v2，則由動(dòng)量守恒定律得(m1m2)v1m2v20，所以，有v1v2，<1，故v1<v2，所以B正確。2(撫州市xxxx學(xué)年高二下學(xué)期四校聯(lián)考)如圖所示，光滑水平面上的木板右端，有一根輕質(zhì)彈簧沿水平方向與木板相連，木板質(zhì)量M3.0kg，質(zhì)量m1.0kg的鐵塊以水平速度v04.0m/s，從木板的左端沿板面向右滑行，壓縮彈簧后又被彈回，最后恰好停在木板的左端，則在上述過程中彈簧具有的最大彈性勢(shì)能為()A4.0JB6.0JC3.0JD20J答案：C解析：設(shè)鐵塊與木板速度相同時(shí)，共同速度大小為v，鐵塊相對(duì)木板向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，相對(duì)滑行的最大路程為L(zhǎng)，摩擦力大小為f，根據(jù)能量守恒定律得：鐵塊相對(duì)于木板向右運(yùn)動(dòng)過程：mvfL(Mm)v2Ep鐵塊相對(duì)于木板運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程：mv2fL(Mm)v2又根據(jù)系統(tǒng)動(dòng)量守恒可知，mv0(Mm)v聯(lián)立得到：Ep3.0J，故選C。3.(河北衡水中學(xué)xxxx學(xué)年高二下學(xué)期期中)如圖所示，質(zhì)量為0.5kg的小球在距離車底面高20m處以一定的初速度向左平拋，落在以7.5m/s速度沿光滑水平面向右勻速行駛的敞篷小車中，車底涂有一層油泥，車與油泥的總質(zhì)量為4kg，設(shè)小球在落到車底前瞬時(shí)速度是25m/s，g取10m/s2，則當(dāng)小球與小車相對(duì)靜止時(shí)，小車的速度是()A.m/sB5m/sC4m/sDm/s答案：B解析：小球拋出后做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理得：mghmv2mv解得：v015m/s小球和車作用過程中，水平方向動(dòng)量守恒，則有：mv0Mv(Mm)v解得：v5m/s二、非選擇題4.如圖所示，在光滑水平面上疊放著質(zhì)量為mA與mB的物體A和B(設(shè)B足夠長(zhǎng))，A與B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，質(zhì)量為m的小球以水平速度v射向A，以的速度彈回，則A與B相對(duì)靜止后的速度為_。答案：解析：設(shè)A與B相對(duì)靜止后的速度為v，取初始時(shí)小球v的方向?yàn)檎?。由于小球及A、B所組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，則有mv(mAmB)vm，所以v。5(濰坊市xxxx學(xué)年高二下學(xué)期五校聯(lián)考)光滑水平軌道上有三個(gè)木塊A、B、C，質(zhì)量分別為mA3m，mBmCm，開始時(shí)B、C均靜止，A以初速度v0向右運(yùn)動(dòng)，A與B碰撞后分開，B又與C發(fā)生碰撞并粘在一起，此后A與B間的距離保持不變。求B與C碰撞前B的速度大小。答案：v0解析：本題考查動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用，解題關(guān)鍵確定A、B間距不變的條件。設(shè)A與B碰撞后，A的速度為vA，B與C碰撞前B的速度為vB，B與C碰撞后粘在一起的速度為v，由動(dòng)量守恒定律得對(duì)A、B木塊：mAv0mAvAmBvB對(duì)B、C木塊：mBvB(mBmC)v由A與B間的距離保持不變可知vAv聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得vBv06如圖所示，游樂場(chǎng)上，兩位同學(xué)各駕著一輛碰碰車迎面相撞，此后，兩車以共同的速度運(yùn)動(dòng)。設(shè)甲同學(xué)和他的車的總質(zhì)量為150kg，碰撞前向右運(yùn)動(dòng)，速度的大小為4.5m/s；乙同學(xué)和他的車總質(zhì)量為200kg，碰撞前向左運(yùn)動(dòng)，速度的大小為3.7m/s。求碰撞后兩車共同的運(yùn)動(dòng)速度及碰撞過程中損失的機(jī)械能。答案：0.186m/s方向向左2881.7J解析：設(shè)甲同學(xué)的車碰撞前的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，他和車的總質(zhì)量m1150kg，碰撞前的速度v14.5m/s；乙同學(xué)和車的總質(zhì)量m2200kg，碰撞前的速度v23.7m/s。設(shè)碰撞后兩車的共同速度為v，則系統(tǒng)碰撞前的總動(dòng)量為pm1v1m2v21504.5kgm/s200(3.7)kgm/s65kgm/s碰撞后的總動(dòng)量為p(m1m2)v根據(jù)動(dòng)量守恒定律pp，代入數(shù)據(jù)得v0.186m/s，即碰撞后兩車以v0.186m/s的共同速度運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向向左。此過程中損失的機(jī)械能Em1vm2v(m1m2)v22881.7J7.(揭陽市惠來一中xxxx學(xué)年高二下學(xué)期期中)如圖，質(zhì)量為6m，長(zhǎng)為L(zhǎng)的薄木板AB放在光滑的平臺(tái)上，木板B端與臺(tái)面右邊緣齊平。B端上放有質(zhì)量為3m且可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊C，C與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，質(zhì)量為m的小球用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩懸掛在平臺(tái)右邊緣正上方的O點(diǎn)，細(xì)繩豎直時(shí)小球恰好與C接觸。現(xiàn)將小球向右拉至細(xì)繩水平并由靜止釋放，小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)細(xì)繩恰好斷裂，小球與C碰撞后反彈速率為碰前的一半。(1)求細(xì)繩能夠承受的最大拉力；(2)若要使小球落在釋放點(diǎn)的正下方P點(diǎn)，平臺(tái)高度應(yīng)為多大；(3)通過計(jì)算判斷C能否從木板上掉下來。答案：(1)3mg(2)L(3)不會(huì)解析：(1)設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的速度為v0，小球向下擺動(dòng)過程機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律得：mgLmv解得：v0小球在圓周運(yùn)動(dòng)最低點(diǎn)，由牛頓第二定律得：Tmgm由牛頓第三定律可知，小球?qū)?xì)繩的拉力：TT解得：T3mg(2)小球碰撞后做平拋運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上：hgt2水平方向：Lt解得：hL(3)小球與滑塊C碰撞過程中小球和C系統(tǒng)滿足動(dòng)量守恒，設(shè)C碰后速率為v1，以小球的初速度方向?yàn)檎较颍蓜?dòng)量守恒定律得：mv0m()3mv1假設(shè)木板足夠長(zhǎng)，在C與木板相對(duì)滑動(dòng)直到相對(duì)靜止過程，設(shè)兩者最終共同速率為v2，以C的初速度方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律得：3mv1(3m6m)v2由能量守恒定律得：3mv(3m6m)v3mgs聯(lián)立解得：sL由s<L知，滑塊C不會(huì)從木板上掉下來。