2019-2020年高中物理 第一章 碰撞與動(dòng)量守恒 第五節(jié) 自然界中的守恒定律自我小測(cè) 粵教版選修3-51當(dāng)物體克服重力做功時(shí)，物體的()A重力勢(shì)能一定減少，機(jī)械能一定增加B重力勢(shì)能一定增加，機(jī)械能一定增加C重力勢(shì)能一定增加，動(dòng)量可能不變D重力勢(shì)能一定減少，動(dòng)能可能減少2一支槍水平固定在小車上，小車放在光滑的水平面上，槍發(fā)射子彈時(shí)，關(guān)于車、槍和子彈的說法正確的是 ()A槍和子彈組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒B槍和車組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒C槍、車和子彈組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒D若忽略摩擦，槍、車組成的系統(tǒng)動(dòng)量近似守恒3如圖155，在質(zhì)量為M的小車上掛有一單擺，擺球質(zhì)量為m0，小車和單擺以恒定的速度v沿光滑水平地面運(yùn)動(dòng)，與位于正對(duì)面的質(zhì)量為m的靜止平板車發(fā)生碰撞，碰撞的時(shí)間極短，在此碰撞過程中，下列情況中可能發(fā)生的是()圖155A小車、平板車、擺球的速度都發(fā)生變化，分別變?yōu)関1、v2、v3，滿足(Mm)vMv1mv2m0v3B.擺球的速度不變，小車和平板車的速度變?yōu)関1和v2，滿足MvMv1mv2C擺球的速度不變，小車和平板車的速度都變?yōu)閂，滿足Mv(Mm)VD小車和擺球的速度都變?yōu)関1，平板車的速度變?yōu)関2，滿足(Mm0)v(Mm0)v1mv24如圖156所示，一輕彈簧一端系在墻上的O點(diǎn)，自由伸長(zhǎng)到B點(diǎn)，今使一質(zhì)量為m的小物體靠著彈簧，將彈簧壓縮到A點(diǎn)，然后釋放，小物體能在水平面上運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)靜止，A、C間距離為s；若將小物體系在彈簧上，在A點(diǎn)由靜止釋放，則小物體將做阻尼振動(dòng)到最后靜止設(shè)小物體通過總路程為l，則下列選項(xiàng)中正確的是()圖156Als Bls Cls Dls或ls都可能5A、B兩船的質(zhì)量均為M，它們都靜止在平靜的湖面上，當(dāng)A船上質(zhì)量為的人以水平速度v從A船跳到B船，再?gòu)腂船跳回A船，設(shè)水對(duì)船的阻力不計(jì)，經(jīng)多次跳躍后，人最終跳到B船上，則()AA、B兩船的速度大小之比為32BA、B(包括人)動(dòng)量大小之比為11CA、B(包括人)動(dòng)量之和為零D因跳躍次數(shù)未知，故以上選項(xiàng)均無法確定6如圖157所示，連一輕質(zhì)彈簧的物體B靜止于光滑水平面上，與物體B質(zhì)量相等的物體A，以速度v0向右運(yùn)動(dòng)，撞到彈簧上使B也向右運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中彈簧被壓縮到最短時(shí)B的速度是_圖1577在光滑的水平面上有一輛小車，車的兩端各站著一人，如圖158所示三者原來皆靜止，當(dāng)他倆相向而行時(shí)，小車向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)？圖1588光滑水平面上放著一質(zhì)量為M的槽，槽與水平面相切且光滑，如圖159所示一質(zhì)量為m的小球以速度v0向槽運(yùn)動(dòng)，若開始時(shí)槽固定不動(dòng)，求小球上升的最大高度(槽足夠高)若槽不固定，則小球能上升多高？圖159參考答案1解析：物體克服重力做功，只能斷定物體的重力勢(shì)能增加，由于不知道物體的運(yùn)動(dòng)情況，不能確定動(dòng)能、機(jī)械能、動(dòng)量是否變化，以及怎樣變化答案：C2解析：由于槍被固定在車上，所以發(fā)射子彈過程中槍必然與車相互作用，即槍要受到車的作用力，故槍和子彈組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤；因?yàn)闃屌c車作用是槍與子彈作用的結(jié)果，因此槍和車組成的系統(tǒng)動(dòng)量也不守恒，即B項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)中，由于槍與子彈的作用主要是火藥爆炸后的推力，而不是摩擦力，因此即使忽略了摩擦力，槍和車組成的系統(tǒng)動(dòng)量也不守恒，所以正確的只有C項(xiàng)答案：C3解析：由于水平地面光滑，在小車與平板車碰撞前，小車與擺球在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，因此掛擺球的懸線處于豎直方向小車與平板車碰撞時(shí)間極短，因此懸線仍處于豎直方向上，擺球在水平方向上不受力，所以擺球水平方向的動(dòng)量不變，即速度不變，故選項(xiàng)A和D不正確由于碰撞過程中，擺球懸線豎直，且水平面光滑，因此小車與平板車在碰撞過程中動(dòng)量守恒但由于碰后小車與平板車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不確定，因而應(yīng)有小車與平板車碰撞后分開和不分開兩種可能性若碰撞后小車與平板車分開，設(shè)小車速度為v1，平板車速度為v2，由動(dòng)量守恒定律有：MvMv1mv2，所以B選項(xiàng)正確若碰撞后小車與平板車不分開，設(shè)共同速度為V，由動(dòng)量守恒定律有Mv(Mm)V，所以C項(xiàng)正確答案：BC4解析：由于摩擦，物體最后靜止的位置可能在B點(diǎn)也可能在B點(diǎn)的左側(cè)或右側(cè)，在題述兩個(gè)過程中，彈簧的彈性勢(shì)能的減少將轉(zhuǎn)化為因摩擦而增加的內(nèi)能，若物體最后靜止在B點(diǎn)，則E減E增，得E彈Q熱mgs若物體最后靜止在B的左側(cè)或右側(cè)：E減E增，得E彈E彈mgl其中E彈是物體靜止后彈簧還具有的彈性勢(shì)能由式得mgsmgl E彈總之，當(dāng)物體最后靜止在B點(diǎn)時(shí)，sl；當(dāng)物體最后不是靜止在B點(diǎn)時(shí)，ls.答案：D5解析：這里涉及三個(gè)物體(A船、B船和人)組成的系統(tǒng)，選這三個(gè)物體為一系統(tǒng)，則系統(tǒng)在水平方向上不受外力作用，系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒，由于動(dòng)量守恒定律只需要考慮過程的始末狀態(tài)，而不必涉及具體的中間運(yùn)動(dòng)過程，也就不必關(guān)心人來回跳的次數(shù)了，所以此題應(yīng)以系統(tǒng)的始末狀態(tài)來進(jìn)行分析選A船、B船和人這三個(gè)物體為一系統(tǒng)，則它們的初始總動(dòng)量為0，由動(dòng)量守恒定律可知，系統(tǒng)以后的總動(dòng)量將一直為0，選最終B船的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，則由動(dòng)量守恒定律可得：0(M)vBMvA解得：vBvA所以，A、B兩船的速度大小之比為32，選項(xiàng)A正確A和B(包括人)的動(dòng)量大小相等、方向相反，動(dòng)量大小之比為11，選項(xiàng)B正確由于系統(tǒng)總動(dòng)量始終為零，故A、B(包括人)動(dòng)量之和也始終為零，選項(xiàng)C正確答案：ABC6解析：當(dāng)彈簧被壓縮到最短時(shí)，A、B具有相同的速度，它們之間的相對(duì)速度為零物體A從撞到彈簧到彈簧被壓縮到最短的過程中，A、B兩物體組成的系統(tǒng)在光滑水平面上，水平方向所受合外力為零，因此系統(tǒng)動(dòng)量守恒設(shè)A、B速度相同時(shí)的速度為v，據(jù)動(dòng)量守恒定律有mv0(mm)v，所以B的速度為vv0.答案：v07解析：選兩人和小車為一系統(tǒng)，在水平方向上動(dòng)量守恒，設(shè)左邊的人質(zhì)量為m1，運(yùn)動(dòng)速度為v1；右邊的人質(zhì)量為m2，運(yùn)動(dòng)速度為v2；小車的質(zhì)量為m3，運(yùn)動(dòng)速度為v3，取水平向右為正方向，則由動(dòng)量守恒定律得：m1v1m3v3m2v20解得v3.答案：若m2v2m1v1，則v30，小車向右運(yùn)動(dòng)；若m2v2m1v1，則v30，小車向左運(yùn)動(dòng)；若m2v2m1v1，則v30，小車不動(dòng)8解析：當(dāng)槽固定不動(dòng)時(shí)，設(shè)球上升的高度為h，據(jù)機(jī)械能守恒有mvmgh1，所以h1.若槽不固定，當(dāng)小球達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)，與槽有相同的水平速度，設(shè)為v，據(jù)水平方向動(dòng)量守恒有：mv0(mM)v，在小球上升過程中，小球與槽組成系統(tǒng)只有動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，所以系統(tǒng)機(jī)械能守恒，設(shè)小球上升的最大高度為h2，則有：mv(mM)v2mgh2，由以上兩式解得：h2.答案：槽固定時(shí)：h1槽不固定時(shí)：h2