2019年高中物理第十六章動(dòng)量守恒定律第3節(jié)動(dòng)量守恒定律隨堂演練鞏固提升新人教版選修.doc

第3節(jié) 動(dòng)量守恒定律隨堂檢測(cè) 1(多選)如圖所示，A、B兩物體質(zhì)量之比mAmB32，原來(lái)靜止在平板小車(chē)C上，A、B間有一根被壓縮的彈簧，地面光滑，當(dāng)彈簧突然釋放后，則()A若A、B與平板車(chē)上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，A、B組成的系統(tǒng)的動(dòng)量守恒B若A、B與平板車(chē)上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，A、B、C組成的系統(tǒng)的動(dòng)量守恒C若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B組成的系統(tǒng)的動(dòng)量守恒D若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C組成的系統(tǒng)的動(dòng)量守恒解析：選BCD如果A、B與平板車(chē)上表面的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，彈簧釋放后，A、B分別相對(duì)小車(chē)向左、向右滑動(dòng)，它們所受的滑動(dòng)摩擦力fA向右，fB向左，由于mAmB32，所以fAfB32，則A、B組成的系統(tǒng)所受的外力之和不為零，故其動(dòng)量不守恒，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；對(duì)A、B、C組成的系統(tǒng)，A、B與C間的摩擦力為內(nèi)力，該系統(tǒng)所受的外力為豎直方向的重力和支持力，它們的合力為零，故該系統(tǒng)的動(dòng)量守恒與平板車(chē)間的動(dòng)摩擦因數(shù)或摩擦力是否相等無(wú)關(guān)，故B、D選項(xiàng)正確；若A、B所受的摩擦力大小相等，則A、B組成的系統(tǒng)的外力之和為零，故其動(dòng)量守恒，C選項(xiàng)正確2.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木塊內(nèi)，將彈簧壓縮到最短現(xiàn)將子彈、木塊和彈簧合在一起作為研究對(duì)象(系統(tǒng))，則此系統(tǒng)在從子彈開(kāi)始射入木塊到彈簧壓縮至最短的整個(gè)過(guò)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在子彈射入木塊時(shí)，存在劇烈摩擦作用，有一部分能量將轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機(jī)械能不守恒實(shí)際上，在子彈射入木塊這一瞬間過(guò)程，取子彈與木塊為系統(tǒng)則可認(rèn)為動(dòng)量守恒(此瞬間彈簧尚未形變)子彈射入木塊后木塊壓縮彈簧過(guò)程中，機(jī)械能守恒，但動(dòng)量不守恒(墻壁對(duì)彈簧的作用力是系統(tǒng)外力，且外力不等于零)若以子彈、木塊和彈簧合在一起為研究對(duì)象(系統(tǒng))，從子彈射入木塊到彈簧壓縮至最短時(shí)，彈簧固定端墻壁對(duì)彈簧有外力作用，因此動(dòng)量不守恒，故選項(xiàng)B正確3(多選)如圖所示，木塊A靜置于光滑的水平面上，其曲面部分MN光滑，水平部分NP粗糙現(xiàn)有一物體B自M點(diǎn)由靜止下滑，設(shè)NP足夠長(zhǎng)，則以下敘述正確的是()AA、B最終以同一不為零的速度運(yùn)動(dòng)BA、B最終速度均為零CA物體先做加速運(yùn)動(dòng)，后做減速運(yùn)動(dòng)DA物體先做加速運(yùn)動(dòng)，后做勻速運(yùn)動(dòng)解析：選BC對(duì)于木塊A和物體B組成的系統(tǒng)，由于在水平方向不受外力，故系統(tǒng)在水平方向動(dòng)量守恒因系統(tǒng)初動(dòng)量為零，A、B在任一時(shí)刻的水平方向動(dòng)量之和也為零，又因NP足夠長(zhǎng)，B最終與A速度相同，此速度為零，選項(xiàng)B正確；A物體由靜止到運(yùn)動(dòng)、最終速度又為零，選項(xiàng)C正確4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(kāi)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(kāi)，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的速度大小解析：法一：把A、B、C看成一個(gè)系統(tǒng)，整個(gè)過(guò)程中由動(dòng)量守恒定律得mAv0(mAmBmC)vB、C碰撞過(guò)程中由動(dòng)量守恒定律mBvB(mBmC)v聯(lián)立解得vBv0.法二：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由題意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vBv0.答案：v05結(jié)冰的湖面上有甲、乙兩個(gè)小孩分別乘冰車(chē)在一條直線上相向滑行，速度大小均為v12 m/s，甲與車(chē)、乙與車(chē)的質(zhì)量和均為M50 kg.為了使兩車(chē)不會(huì)相碰，甲將冰面上一質(zhì)量為5 kg的靜止冰塊以v26 m/s(相對(duì)于冰面)的速率傳給乙，乙接到冰塊后又立即以同樣的速率將冰塊傳給甲，如此反復(fù)，在甲、乙之間至少傳遞幾次，才能保證兩車(chē)不相碰？(設(shè)開(kāi)始時(shí)兩車(chē)間距足夠遠(yuǎn))解析：設(shè)甲、乙各接傳冰塊為n1、n2次，甲車(chē)的初始運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，末態(tài)甲、乙的速度分別為v甲、v乙，冰塊質(zhì)量為m，甲或乙每次與冰塊相互作用，冰塊的動(dòng)量改變量大小均為2mv2(其中甲第一次傳冰塊，冰塊的動(dòng)量改變量大小為mv2)，且方向與甲或乙相互作用前的動(dòng)量方向相同運(yùn)用動(dòng)量守恒定律對(duì)甲、冰塊系統(tǒng)：Mv1mv2(n11)2mv2Mv甲對(duì)乙、冰塊系統(tǒng)：Mv1n22mv2Mv乙又臨界條件為v乙v甲由兩式得v乙v甲又由式得n1n2將M、m、v1、v2的數(shù)值代入式得n1n2故最少傳遞次數(shù)為n1n24次答案：4次課時(shí)作業(yè)一、單項(xiàng)選擇題1(2017秦皇島高二檢測(cè))如圖所示，在光滑水平面上，用等大異向的F1、F2分別同時(shí)作用于A、B兩個(gè)靜止的物體上，已知mAmB，經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間后同時(shí)撤去兩力，以后兩物體相碰并粘為一體，則粘合體最終將()A靜止B向右運(yùn)動(dòng)C向左運(yùn)動(dòng) D無(wú)法確定答案：A2在高速公路上發(fā)生了一起交通事故，一輛質(zhì)量為1 500 kg向南行駛的長(zhǎng)途客車(chē)迎面撞上了一輛質(zhì)量為3 000 kg向北行駛的卡車(chē)，撞后兩車(chē)連在一起，并向南滑行一小段距離后靜止根據(jù)測(cè)速儀的測(cè)定，長(zhǎng)途客車(chē)撞前以20 m/s的速度勻速行駛，由此可判斷卡車(chē)撞前的行駛速度()A小于10 m/sB大于10 m/s，小于20 m/sC大于20 m/s，小于30 m/sD大于30 m/s，小于40 m/s解析：選A兩車(chē)碰撞過(guò)程中盡管受到地面的摩擦力作用，但遠(yuǎn)小于相互作用的內(nèi)力(碰撞力)，所以動(dòng)量守恒依題意，碰撞后兩車(chē)以共同速度向南滑行，即碰撞后系統(tǒng)的總動(dòng)量方向向南設(shè)長(zhǎng)途客車(chē)和卡車(chē)的質(zhì)量分別為m1、m2，撞前的速度大小分別為v1、v2，撞后共同速度為v，選定向南為正方向，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有m1v1m2v2(m1m2)v，又v0，則m1v1m2v20，代入數(shù)據(jù)解得v2v乙B兩人質(zhì)量相等，則必定是v乙v甲C兩人速率相等，則必定是m甲m乙D兩人速率相等，則必定是m乙m甲解析：選AC取甲、乙兩人和平板車(chē)為系統(tǒng)，系統(tǒng)動(dòng)量守恒由于總動(dòng)量始終為零，小車(chē)向左移動(dòng)，說(shuō)明甲和乙的總動(dòng)量方向向右，即甲的動(dòng)量大于乙的動(dòng)量當(dāng)兩人質(zhì)量相等時(shí)，必定是v甲v乙，所以選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤若兩人速率相等，則必定是m甲m乙，所以選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤10.如圖所示，兩物塊質(zhì)量關(guān)系為m12m2，兩物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)221，兩物塊原來(lái)靜止，輕質(zhì)彈簧被壓縮且用細(xì)線固定若燒斷細(xì)線后，彈簧恢復(fù)到原長(zhǎng)時(shí)，兩物塊脫離彈簧且速率均不為零，則()A兩物塊在脫離彈簧時(shí)的速率最大B兩物塊在剛脫離彈簧時(shí)的速率之比為C兩物塊的速率同時(shí)達(dá)到最大D兩物塊在彈開(kāi)后同時(shí)達(dá)到靜止解析：選BCD燒斷細(xì)線后，對(duì)m1、m2及彈簧組成的系統(tǒng)，在m1、m2運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，都受到滑動(dòng)摩擦力的作用，其中F11m1g，F(xiàn)22m2g，根據(jù)題設(shè)條件，兩摩擦力大小相等，方向相反，系統(tǒng)所受外力的合力為零，動(dòng)量守恒兩物塊未脫離彈簧時(shí)，在水平方向各自受到彈簧彈力和地面對(duì)物塊的摩擦力作用，其運(yùn)動(dòng)過(guò)程分為兩個(gè)階段，先是彈簧彈力大于摩擦力，物塊做變加速運(yùn)動(dòng)，直到彈簧彈力等于摩擦力時(shí)，物塊速度達(dá)到最大，此后彈簧彈力小于摩擦力，物塊做變減速運(yùn)動(dòng)，彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，兩物塊與彈簧脫離脫離彈簧后，物塊在水平方向只受摩擦力作用，做勻減速運(yùn)動(dòng)，直到停止綜合以上分析可知，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；在從開(kāi)始直到最后停止的整個(gè)過(guò)程中，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，則有0m1v1m2v2，顯然，任意時(shí)刻，兩物塊的速率之比；當(dāng)v1最大時(shí)，v2亦最大；當(dāng)v10時(shí)，亦有v20，所以B、C、D選項(xiàng)都正確三、非選擇題11將兩條完全相同的磁鐵(磁性極強(qiáng))分別固定在質(zhì)量相等的小車(chē)上，水平面光滑開(kāi)始時(shí)甲車(chē)速度大小為3 m/s，乙車(chē)速度大小為2 m/s，方向相反并在同一直線上，如圖所示(1)當(dāng)乙車(chē)速度為零時(shí)(即乙車(chē)開(kāi)始反向運(yùn)動(dòng)時(shí))，甲車(chē)的速度多大？方向如何？(2)由于磁性極強(qiáng)，故兩車(chē)不會(huì)相碰，那么兩車(chē)的距離最小時(shí)，乙車(chē)的速度是多大？方向如何？解析：兩個(gè)小車(chē)及磁鐵組成的系統(tǒng)在水平方向不受外力作用，系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒設(shè)向右為正方向(1)據(jù)動(dòng)量守恒知mv甲mv乙mv甲代入數(shù)據(jù)解得v甲v甲v乙(32) m/s1 m/s，方向向右(2)兩車(chē)相距最小時(shí)，兩車(chē)速度相同，設(shè)為v，由動(dòng)量守恒知mv甲mv乙mvmv解得v m/s0.5 m/s，方向向右答案：(1)1 m/s方向向右(2)0.5 m/s方向向右12.如圖所示，甲、乙兩小孩各乘一輛冰車(chē)在水平冰面上游戲，甲和他乘的冰車(chē)質(zhì)量共為M30 kg，乙和他乘的冰車(chē)質(zhì)量之和也是30 kg.游戲時(shí)，甲推著一個(gè)質(zhì)量為m15 kg的箱子，共同以速度v02.0 m/s滑行乙以同樣大小的速度迎面滑來(lái)，為了避免相撞，甲突然將箱子沿冰面推給乙，箱子滑到乙處時(shí)，乙迅速把它抓住若不計(jì)冰面的摩擦力，求甲至少要以多大的速度(相對(duì)于地面)將箱子推出，才能避免與乙相撞解析：選取甲開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)?