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2019-2020年高中物理 第一章 碰撞與動量守恒 1.3 動量守恒定律的案例分析課后訓(xùn)練 滬科版選修3-5 1．（創(chuàng)新題）如圖所示，一光滑水平地面上靜止著木板ab，一人站在木板的a端，當(dāng)他由靜止開始從木板的a端走到b端時，下列四個圖可能正確的是（M、N表示木板靜止時a、b對應(yīng)的點）（　　）。 2．質(zhì)量相同的三個小球a、b、c在光滑水平面上以相同的速率運動，它們分別與原來靜止的三個球A、B、C相碰（a與A、b與B、c與C）后，c球繼續(xù)沿原方向運動，b球靜止不動，a球被彈回向反方向運動。如果它們在碰撞過程中動量守恒，則碰撞后A、B、C三球中動量最大的是（　?。? A．A球 B．B球 C．C球 D．由于A、B、C三球質(zhì)量未知，故無法判定哪個球動量最大 3．一列火車共有n節(jié)車廂，各節(jié)車廂質(zhì)量相等，相鄰車廂間留有空隙，首端第一節(jié)車廂以速度v向第二節(jié)撞去，并連接在一起，然后再向第三節(jié)撞去，并又連接在一起，這樣依次撞下去，使n節(jié)車廂全部運動起來，那么最后火車的速度是（鐵軌對車廂的摩擦不計）（　?。?。 A．v B．nv C． D．n2v 4．A、B兩物體發(fā)生正碰，碰撞前后物體A、B都在同一直線上運動，其位移—時間圖像（st圖）如圖中A、D、C和B、D、C所示。由圖可知，物體A、B的質(zhì)量之比為（　?。?。 A．1:1 B．1:2 C．1:3 D．3:1 5．一質(zhì)量為m的炮彈沿水平方向飛行，其動能為Ek，突然在空中炸成質(zhì)量相同的兩塊，其中一塊向后，動能為，另一塊向前，則向前的一塊動能是（　?。?。 A． B． C． D． 6．裝有炮彈的炮車總質(zhì)量為M，一枚炮彈的質(zhì)量為m，炮彈射出時對地的速度為v0，速度方向和水平方向間的夾角為θ，若不計炮車和水平地面間的摩擦，則在發(fā)射一枚炮彈時炮車后退的速度為（　?。?。 A． B． C． D． 7．（創(chuàng)新題）如圖所示，質(zhì)量為m、半徑為R的小球，放在半徑為2R、質(zhì)量為2m的大空心球內(nèi)。大球開始靜止在光滑的水平面上，當(dāng)小球從圖示位置無初速度地沿大球內(nèi)壁滾到最低點時，大球移動的距離是多少？ 8．火箭噴氣發(fā)動機(jī)每次噴出m＝200 g的氣體，噴出氣體相對于地面的速度為v0＝1 000 m/s，設(shè)火箭的初始質(zhì)量M＝300 kg，初速度為零；發(fā)動機(jī)每秒噴氣20次，在不考慮地球引力及空氣阻力的情況下，火箭1 s末的速度是多大？  參考答案 1．答案：D 解析：板和人在運動過程動量守恒，當(dāng)人向前走動時，板要向后滑動，故B、C錯誤。人走到木板b端時，他相對于地面應(yīng)該有向右的位移，木板相對于地面有向左的位移，故A錯誤，D正確。 2．答案：A 解析：設(shè)a、b、c三球碰前動量為mv，A、B、C三球初動量均為零。則碰后動量分別是：a球為－mva，b球為0，c球為mvc，A球為pA，B球為pB，C球為pC。對a、A球組成的系統(tǒng)：mv＝pA－mva。 pA＝mv＋mva①對b、B球組成的系統(tǒng)：mv＝pB＋0， pB＝mv② 對c、C球組成的系統(tǒng)：mv＝pC＋mvc， pC＝mv－mvC③比較①②③三式可得A正確。 3．答案：C 解析：n節(jié)車廂的碰撞滿足動量守恒，即mv＝nmv′，得最后火車的速度。 4．答案：C 解析：由圖像知：碰前vA＝4 m/s，vB＝0。碰后v′A＝v′B＝1 m/s，由動量守恒可知mAvA＋0＝mAvA′＋mBvB′，解得mB＝3mA，故選項C正確。 5．答案：B 解析：設(shè)炮彈的初速度為v0，則， 由動量守恒得， 。 解得。 所以B正確。 6．答案：C 解析：把發(fā)射的炮彈和炮車看做一個系統(tǒng)，此系統(tǒng)在發(fā)射炮彈時，水平方向不受外力作用，故水平方向動量守恒，設(shè) 炮車后退的速度為v′，以炮車后退的方向為正方向，則：（M－m）v′－mv0cos θ＝0，，C正確。 7．答案： 解析：把大球和小球看做一個系統(tǒng)，該系統(tǒng)在兩球運動過程中水平方向所受外力的合力為零，故系統(tǒng)在運動過程中水平方向動量守恒。由動量守恒定律得：mv1＝Mv2，可轉(zhuǎn)化為ms1＝Ms2① s1＋s2＝R② 解①②組成的方程組得。 8．答案：13.5 m/s 解析：選火箭和1 s內(nèi)噴出的氣體為研究對象，設(shè)火箭1 s末的速度為v,1 s內(nèi)共噴出的氣體的質(zhì)量為20m，選火箭前進(jìn)的方向為正方向，由動量守恒定律有 （M－20m）v－20mv0＝0，解得： 故火箭1 s末的速度約為13.5 m/s。