江蘇專用新人教版高中物理選擇性必修第一冊(cè)課時(shí)檢測(cè)2動(dòng)量守恒定律含解析

動(dòng)量守恒定律1.在如圖所示的裝置中，木塊B與水平桌面間的接觸是光滑的，子彈A沿水平方向射入木塊后留在其中，將彈簧壓縮到最短。若將子彈、木塊和彈簧合在一起作為系統(tǒng)，則此系統(tǒng)在從子彈開始射入到彈簧被壓縮至最短的整個(gè)過程中(　　)A．動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒B．動(dòng)量不守恒，機(jī)械能不守恒C．動(dòng)量守恒，機(jī)械能不守恒D．動(dòng)量不守恒，機(jī)械能守恒解析：選B　子彈射入木塊是瞬間完成的，動(dòng)量守恒，由于子彈與木塊相對(duì)運(yùn)動(dòng)，摩擦生熱，機(jī)械能不守恒，一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，之后木塊(連同子彈)壓縮彈簧，將其動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能，這個(gè)過程機(jī)械能守恒，但動(dòng)量不守恒，由于左側(cè)擋板的支持力的沖量作用，使系統(tǒng)的動(dòng)量不斷減少，所以整個(gè)過程中，動(dòng)量和機(jī)械能均不守恒。2.如圖所示，小車與木箱緊挨著靜止放在光滑的水平冰面上，現(xiàn)有一男孩站在小車上用力向右迅速推出木箱。關(guān)于上述過程，下列說(shuō)法中正確的是(　　)A．男孩和木箱組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒B．小車與木箱組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒C．男孩、小車與木箱三者組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒D．男孩和小車組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒解析：選C　男孩和木箱組成的系統(tǒng)受小車的摩擦力，所以動(dòng)量不守恒，A錯(cuò)誤；小車與木箱組成的系統(tǒng)受男孩的力為外力，所以動(dòng)量不守恒，B錯(cuò)誤；男孩、小車與木箱三者組成的系統(tǒng)，所受外力的合力為零，所以動(dòng)量守恒，C正確；木箱的動(dòng)量增量與男孩、小車的總動(dòng)量增量大小相等，但方向相反，男孩和小車的動(dòng)量不守恒，D錯(cuò)誤。3．沿水平方向飛行的手榴彈，它的速度是20 m/s，此時(shí)在空中爆炸，分裂成1  kg和0.5  kg的兩塊，其中0.5  kg的那塊以40 m/s的速率沿原來(lái)速度相反的方向運(yùn)動(dòng)，此時(shí)另一塊的速率為(　　)A．10 m/s　　　　　　 B．30 m/sC．50 m/s D．70 m/s解析：選C　手榴彈爆炸，外力遠(yuǎn)小于內(nèi)力，可近似地看作動(dòng)量守恒，根據(jù)動(dòng)量守恒定律得(m1＋m2)v＝m1v1′＋m2v2′，可得v2′＝＝ m/s＝50 m/s。4.如圖所示，上表面相平的A、B兩木塊緊靠在一起且靜止于光滑水平面上，木塊C以一定的初速度v0從木塊A的左端開始在其表面上向右滑行，最后停在木塊B的右端。對(duì)此過程中，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)A．當(dāng)C在A上滑行時(shí)，A、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒B．當(dāng)C在B上滑行時(shí)，B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒C．無(wú)論C是在A上滑行還是在B上滑行，A、B、C三木塊組成的系統(tǒng)都動(dòng)量守恒D．當(dāng)C在A上滑行時(shí)，A、B間的作用力對(duì)A、C組成的系統(tǒng)是外力，對(duì)A、B、C三木塊組成的系統(tǒng)則是內(nèi)力解析：選A　當(dāng)C在A上滑行時(shí)，若以A、C為系統(tǒng)，B對(duì) A、C系統(tǒng)的作用力為外力且不等于0，故A、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，若以A、B、C三木塊為系統(tǒng)，A、B間的作用力則為內(nèi)力，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確；當(dāng)C在B上滑行時(shí)，A、B已分離，以B、C為系統(tǒng)，沿水平方向不受外力作用，故B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，選項(xiàng)B正確；若將A、B、C三木塊視為一系統(tǒng)，則無(wú)論C在A上滑行還是在B上滑行，沿水平方向都無(wú)外力作用，A、B、C組成的系統(tǒng)都動(dòng)量守恒，選項(xiàng)C正確。5．質(zhì)量相等的三個(gè)小球a、b、c，在光滑的水平面上以相同的速率運(yùn)動(dòng)，它們分別與原來(lái)靜止的A、B、C三球發(fā)生碰撞，碰撞后a繼續(xù)沿原方向運(yùn)動(dòng)，b靜止，c沿反方向彈回，則碰撞后A、B、C三球中動(dòng)量數(shù)值最大的是(　　)A．A球 B．B球C．C球 D．不能確定解析：選C　在三個(gè)小球發(fā)生碰撞的過程中，系統(tǒng)動(dòng)量都是守恒的，根據(jù)動(dòng)量守恒關(guān)系式mv0＝mv＋Mv′，整理可得Mv′＝mv0－mv，取初速度方向?yàn)檎较?，可得出C球的動(dòng)量數(shù)值是最大的，C正確。6.如圖所示，質(zhì)量為m＝0.5  kg的小球在距離車底部一定高度處以初速度v0＝15 m/s向左平拋，落在以v＝7.5 m/s的速度沿光滑水平面向右勻速行駛的小車中，小車足夠長(zhǎng)，質(zhì)量為M＝4  kg，g取10 m/s2，則當(dāng)小球與小車相對(duì)靜止時(shí)，小車的速度大小是(　　)A．4 m/s B．5 m/sC．8.5 m/s D．9.5 m/s解析：選B　小球和小車在水平方向上動(dòng)量守恒，取向右為正方向，有Mv－mv0＝(M＋m)v′，解得v′＝5 m/s。7.如圖所示，質(zhì)量為M的小車靜止在光滑的水平地面上，小車上有一彈射裝置，還有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向右水平彈出，第一種方式是將n個(gè)小球一起彈出；第二種方式是將小球一個(gè)接一個(gè)地彈出。比較這兩種方式彈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．不能確定解析：選C　彈球的過程動(dòng)量守恒，第一種方式全部彈出，取向右為正方向，0＝nmv－Mv′，得v′＝；第二種方式是將小球一個(gè)接一個(gè)地彈出，每彈出一個(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。8.兩個(gè)小木塊B、C中間夾著一根輕彈簧，將彈簧壓縮后用細(xì)線將兩個(gè)木塊綁在一起，使它們一起在光滑水平面上沿直線運(yùn)動(dòng)，這時(shí)它們的運(yùn)動(dòng)圖線如圖中a線段所示，在t＝4 s末，細(xì)線突然斷了，B、C都和彈簧分離后，運(yùn)動(dòng)圖線分別如圖中b、c線段所示，從圖中的信息可知(　　)A．木塊B、C都和彈簧分離后的運(yùn)動(dòng)方向相反B．木塊B、C都和彈簧分離后，系統(tǒng)的總動(dòng)量增大C．木塊B、C分離過程中B木塊的動(dòng)量變化較大D．木塊B的質(zhì)量是木塊C質(zhì)量的解析：選D　由x-t圖像可知，位移均為正，兩木塊均朝一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，沒有反向，      A錯(cuò)誤；木塊都與彈簧分離后B的速度為v1＝ m/s＝3 m/s，C的速度為v2＝ m/s＝0.5 m/s，細(xì)線未斷前B、C的速度均為v0＝1 m/s，由于系統(tǒng)所受外力的矢量和為零，故系統(tǒng)前后的動(dòng)量守恒，(mB＋mC)v0＝mBv1＋mCv2，計(jì)算得B、C的質(zhì)量比為1∶4，B錯(cuò)誤，D正確；系統(tǒng)動(dòng)量守恒，則系統(tǒng)內(nèi)兩個(gè)木塊的動(dòng)量變化量等大反向，C錯(cuò)誤。9．甲、乙兩人站在光滑的水平冰面上，他們的質(zhì)量都是M，甲手持一個(gè)質(zhì)量為m的球，現(xiàn)甲把球以相對(duì)地面為v的速度傳給乙，乙接球后又以相對(duì)地面為2v的速度把球傳給甲，甲接到球后，甲、乙兩人的速度大小之比為(　　)A． B．C． D．解析：選D　以甲拋球時(shí)球的速度方向?yàn)檎较?，以甲與球組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，甲拋球的過程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律得mv－Mv1＝0；以乙與球組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，乙接球的過程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律得mv＝(m＋M)v2，乙拋球的過程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律得(m＋M)v2＝－m·2v＋Mv2′；甲接球的過程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律得－Mv1－m·2v＝－(m＋M)v1′。解得v1′＝，v2′＝，故甲、乙兩人的速度大小之比為＝，故選D。10. 如圖所示，三輛完全相同的平板小車a、b、c成一直線排列，靜止在光滑水平面上。c車上有一小孩跳到b車上，接著又立即從b車跳到a車上。小孩跳離c車和b車時(shí)對(duì)地的水平速度相同。他跳到a車上相對(duì)a車保持靜止，此后(　　)A．a(chǎn)、b兩車運(yùn)動(dòng)速率相等B．a(chǎn)、c兩車運(yùn)動(dòng)速率相等C．b、c兩車速率相等D．a(chǎn)、c兩車運(yùn)動(dòng)方向相反解析：選D　若人跳離b、c車時(shí)速度為v，由動(dòng)量守恒定律，對(duì)人和c車組成的系統(tǒng)有0＝－M車vc＋m人v對(duì)人和b車組成的系統(tǒng)有m人v＝－M車vb＋m人v對(duì)人和a車組成的系統(tǒng)有m人v＝(M車＋m人)va所以vc＝，vb＝0，va＝即vc>va>vb，并且vc與va方向相反，故選D。 11.如圖，在光滑的水平面上，有一靜止的小車，甲、乙兩人站在小車左、右兩端，當(dāng)他倆同時(shí)相向而行時(shí)，發(fā)現(xiàn)小車向右運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是(　　)A．乙的速度必定大于甲的速度B．乙的動(dòng)量必定小于甲的動(dòng)量C．乙的動(dòng)能必定大于甲的動(dòng)能D．甲、乙、車組成的系統(tǒng)水平方向總動(dòng)量守恒解析：選D　甲、乙兩人及小車組成的系統(tǒng)所受外力的合力為零，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，根據(jù)動(dòng)量守恒定律得m甲v甲＋m乙v乙＋m車v車＝0，小車向右運(yùn)動(dòng)，則說(shuō)明甲與乙兩人的總動(dòng)量向左，說(shuō)明乙的動(dòng)量大于甲的動(dòng)量，即兩人的總動(dòng)量不為零，但是由于不知兩人的質(zhì)量關(guān)系，故無(wú)法確定兩人的速度大小關(guān)系，A、B錯(cuò)誤，D正確；根據(jù)Ek＝mv2＝，乙的動(dòng)量大于甲的動(dòng)量，但不知兩人的質(zhì)量關(guān)系，動(dòng)能無(wú)法比較，C錯(cuò)誤。12.如圖所示，質(zhì)量m＝400 kg的小船靜止在平靜的水面上，船兩端載著質(zhì)量為m甲＝40 kg、m乙＝60  kg的游泳者，甲向左、乙向右同時(shí)以2 m/s(相對(duì)于岸)的水平速度躍入水中，不計(jì)水對(duì)船的阻力，則正確的是(　　)A．小船獲得的速度大小為0.5 m/sB．小船獲得的速度大小為0.1 m/sC．小船受到的合外力沖量大小為4 kg·m/sD．若乙躍出的水平速度為3 m/s，則小船獲得的速度為零解析：選B　甲、乙和船組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以水平向右為正方向，開始時(shí)總動(dòng)量為零，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有0＝－m甲v甲＋m乙v乙＋mv，代入數(shù)據(jù)解得v＝－0.1 m/s，負(fù)號(hào)說(shuō)明小船的速度方向向左，故A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)動(dòng)量定理可得，小船受到的沖量為       I＝Δp＝mv＝400×0.1 kg·m/s＝40 kg·m/s，方向水平向左，故C錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)量守恒定律有0＝－m甲v甲＋m乙v乙′＋mv′，代入數(shù)據(jù)解得v′＝－0.25 m/s，故D錯(cuò)誤。13．一輛質(zhì)量為M的車以速度v沿光滑的水平面勻速行駛，車上的彈射裝置每次將質(zhì)量為m的球沿相同的方向以3v的速度射出，測(cè)得第一個(gè)球射出后車的速度變?yōu)?/span>v。則下列說(shuō)法正確的是(　　)A．M＝9mB．第二個(gè)球射出后車的速度為vC．第四個(gè)球射出后車的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變D．車的運(yùn)動(dòng)方向始終沒有發(fā)生改變解析：選C　第一個(gè)球射出后，對(duì)車和球組成的系統(tǒng)由動(dòng)量守恒定律得Mv＝(M－m)× v＋m×3v，解得M＝10m，A錯(cuò)誤；射出第二個(gè)球時(shí)，由動(dòng)量守恒定律得Mv＝(M－2m)v2＋2m×3v，解得v2＝，B錯(cuò)誤；射出第三個(gè)球時(shí)，由動(dòng)量守恒定律得Mv＝(M－3m)v3＋3m×3v，解得v3＝，射出第四個(gè)球時(shí)，由動(dòng)量守恒定律得Mv＝(M－4m)v4＋4m×3v，解得v4＝－，顯然當(dāng)射出第四個(gè)球后，車的運(yùn)動(dòng)方向開始發(fā)生變化，C正確，D錯(cuò)誤。14．一質(zhì)量為m的煙花彈獲得動(dòng)能E后，從地面豎直升空。當(dāng)煙花彈上升的速度為零時(shí)，彈中火藥爆炸將煙花彈炸為質(zhì)量相等的兩部分，兩部分獲得的動(dòng)能之和也為E，且均沿豎直方向運(yùn)動(dòng)。爆炸時(shí)間極短，重力加速度大小為g，不計(jì)空氣阻力和火藥的質(zhì)量。求：(1)煙花彈從地面開始上升到彈中火藥爆炸所經(jīng)過的時(shí)間；(2)爆炸后煙花彈向上運(yùn)動(dòng)的部分距地面的最大高度。解析：(1)設(shè)煙花彈上升的初速度為v0，由題給條件有E＝mv02①設(shè)煙花彈從地面開始上升到火藥爆炸所用的時(shí)間為t，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有0＝v0－gt②聯(lián)立①②式得t＝ 。③(2)設(shè)爆炸時(shí)煙花彈距地面的高度為h1，由機(jī)械能守恒定律有E＝mgh1④火藥爆炸后，煙花彈上、下兩部分均沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，設(shè)爆炸后瞬間其速度分別為v1和v2。由題給條件和動(dòng)量守恒定律有mv12＋mv22＝E⑤mv1＋mv2＝0⑥由⑥式知，煙花彈兩部分的速度方向相反，向上運(yùn)動(dòng)部分做豎直上拋運(yùn)動(dòng)。設(shè)爆炸后煙花彈上部分繼續(xù)上升的高度為h2，由機(jī)械能守恒定律有mv12＝mgh2⑦聯(lián)立④⑤⑥⑦式得，煙花彈向上運(yùn)動(dòng)部分距地面的最大高度為h＝h1＋h2＝。⑧答案：(1) 　(2)