第一章 專題強化練2 動量守恒定律的應(yīng)用（含答案） 高中物理人教版（2019）選擇性 必修 第一冊

專題強化練2動量守恒定律的應(yīng)用1．(2023·湖北孝感期中)如圖所示，一質(zhì)量為M的沙車，在光滑的水平面上做勻速直線運動，速度為v0，質(zhì)量為m的鐵球以速度v豎直向下落入沙車中，穩(wěn)定后，沙車的速度為()A.eq\f(Mv0,M＋m)B.eq\f(mv0,M＋m)C．v0D.eq\f(Mv0＋mv,m＋M)2.質(zhì)量相等的五個物塊在一光滑水平面上排成一條直線，且彼此隔開一定的距離，具有初速度v0的第5號物塊向左運動，依次與其余四個靜止物塊發(fā)生碰撞，如圖所示，最后這五個物塊粘成一個整體，則它們最后的速度大小為()A．v0B.eq\f(v0,5)C.eq\f(v0,3)D.eq\f(v0,4)3.如圖所示，一輕質(zhì)彈簧兩端連著物體A和B，放在光滑的水平面上，物體A被水平速度為v0的子彈射中并且子彈嵌在其中。已知物體A的質(zhì)量是物體B的質(zhì)量的eq\f(3,4)，子彈的質(zhì)量是物體B的質(zhì)量的eq\f(1,4)，彈簧壓縮到最短時B的速度為()A.eq\f(v0,2)B.eq\f(v0,4)C.eq\f(v0,8)D.eq\f(v0,3)4.如圖所示，小車放在光滑的水平面上，將系繩小球拉開到一定的角度，然后同時放開小球和小車，那么在以后的過程中()A．小球向左擺動時，小車向右運動，且系統(tǒng)動量守恒B．小球向左擺動時，小車向右運動，系統(tǒng)機(jī)械能不守恒C．小球向左擺到最高點，小球的速度為零而小車速度不為零D．小球向左擺到最高點，小球的速度為零，小車的速度也為零5．如圖所示，甲、乙兩人分別站在相同的小車上，小車靜止在光滑的水平地面上，甲與小車的總質(zhì)量為M，甲手上有一個質(zhì)量為m的球，乙與小車的總質(zhì)量也為M，現(xiàn)甲以一定的水平速度向右拋出小球，拋出后，甲的速度大小為v1，乙接到球后，乙的速度大小為v2，乙接球后，又以一定的水平速度向左拋出，拋出后，乙的速度為v3，甲接球后，甲的速度為v4，則()A．v1＝v2 B．v1<v2C．v3＝v4 D．v3>v46．如圖所示，光滑水平軌道上放置長木板A(上表面粗糙)和滑塊C，滑塊B置于A的左端，三者質(zhì)量分別為mA＝2kg，mB＝1kg，mC＝2kg。開始時C靜止，A、B一起以v0＝5m/s的速度勻速向右運動，A與C發(fā)生碰撞(時間極短)后C向右運動，經(jīng)過一段時間，A、B再次達(dá)到共同速度一起向右運動，且恰好不再與C碰撞。求A與C發(fā)生碰撞后瞬間A的速度大小。7．將兩個完全相同的磁鐵(磁性極強)分別固定在質(zhì)量相等的小車上，水平面光滑。開始時甲車速度大小為3m/s，方向向右，乙車速度大小為2m/s，方向向左并與甲車速度方向在同一直線上，如圖所示。(1)當(dāng)乙車速度為零時，甲車的速度多大？方向如何？(2)由于磁鐵磁性極強，故兩車不會相碰，那么兩車的距離最小時，乙車的速度是多大？方向如何？8．一彈丸在飛行到距離地面5m高時僅有水平速度v0＝2m/s，爆炸成甲、乙兩塊并水平飛出，甲、乙的質(zhì)量比為3∶1，不計質(zhì)量損失及空氣阻力，重力加速度g取10m/s2，則下列圖中兩塊彈片飛行的軌跡可能正確的是()9.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車時對地的水平速度相同。他跳到a車上相對a車保持靜止，此后()A．a(chǎn)、b兩車運動速率相等B．a(chǎn)、c兩車運動速率相等C．三輛車的速率關(guān)系為vc>va>vbD．a(chǎn)、c兩車運動方向相同10.如圖所示，在光滑水平面上有A、B兩輛小車，水平面的左側(cè)有一豎直墻，在小車B上坐著一個小孩，小孩與B車的總質(zhì)量是A車質(zhì)量的10倍。兩車開始都處于靜止?fàn)顟B(tài)，小孩把A車以相對于地面的速度v推出，A車與墻壁碰后仍以原速率返回，小孩接到A車后，又把它以相對于地面的速度v推出。每次推出，A車相對于地面的速度都是v，方向向左。則小孩把A車推出幾次后，A車返回時小孩不能再接到A車()A．5B．6C．7D．811．如圖所示，甲、乙兩船的總質(zhì)量(包括船、人和貨物)分別為10m、12m，兩船沿同一直線同一方向運動，速度分別為2v0、v0，為避免兩船相撞，乙船上的人將一質(zhì)量為m的貨物沿水平方向拋向甲船，甲船上的人將貨物接住，求拋出貨物的最小速度大小。(不計水的阻力及空氣阻力)12.(2023·江蘇宿遷市高二期中)質(zhì)量均為m的木塊A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一豎直輕桿，輕桿上端的O點系一長為L的細(xì)線，細(xì)線另一端系一質(zhì)量為M的小球C?，F(xiàn)將C球拉起使細(xì)線水平伸直，并由靜止釋放C球。忽略空氣阻力，重力加速度為g。下列說法正確的是()A．A、B、C系統(tǒng)動量守恒B．小球C到達(dá)最低點時速度大小為eq\r(2gL)C．小球C到達(dá)左側(cè)最高點時速度為零D．小球第一次到達(dá)最低點時木塊A、B分離專題強化練2動量守恒定律的應(yīng)用1．A[沙車與鐵球組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒，則有Mv0＝(M＋m)v，解得v＝eq\f(Mv0,M＋m)，故A正確，B、C、D錯誤。]2．B[由于五個物塊組成的系統(tǒng)沿水平方向不受外力作用，故系統(tǒng)在水平方向上動量守恒，由動量守恒定律得mv0＝5mv，得v＝eq\f(1,5)v0，即它們最后的速度大小為eq\f(1,5)v0，B正確。]3．C[彈簧壓縮到最短時，子彈、A、B具有共同的速度v1，且子彈、A、B組成的系統(tǒng)，從子彈開始射入物體A一直到彈簧被壓縮到最短的過程中，系統(tǒng)所受合外力始終為零，故整個過程系統(tǒng)的動量守恒，取子彈水平速度v0的方向為正方向，由動量守恒定律得mv0＝(m＋mA＋mB)v1，又m＝eq\f(1,4)mB，mA＝eq\f(3,4)mB，故v1＝eq\f(v0,8)，即彈簧壓縮到最短時B的速度為eq\f(v0,8)，故C正確。]4．D[小球向左擺動時，小車向右運動，小球受到的重力使系統(tǒng)合外力不為零，故系統(tǒng)動量不守恒，但該過程只有重力做功，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒，A、B錯誤；系統(tǒng)在水平方向合外力為零，水平方向滿足動量守恒，可得m球v1＋m車v2＝0，故小球向左擺到最高點，小球的速度為零，小車的速度也為零，C錯誤，D正確。]5．D[由于兩人和車及球組成的系統(tǒng)動量守恒，開始時系統(tǒng)的總動量為零，因此乙接球后，甲與車的總動量和乙與車及球組成的系統(tǒng)總動量等大反向，即Mv1＝(M＋m)v2，可得v1>v2，同理，甲接球后有Mv3＝(M＋m)v4，可得v3>v4，故選D。]6．2m/s解析長木板A與滑塊C處于光滑水平軌道上，兩者碰撞時間極短，長木板A與滑塊C組成的系統(tǒng)在碰撞過程中動量守恒，取水平向右為正方向則mAv0＝mAvA＋mCvC長木板A和滑塊B達(dá)到共同速度后，恰好不再與滑塊C碰撞，即最后三者速度相等，即vC＝v(mA＋mB)v0＝(mA＋mB＋mC)v聯(lián)立解得vA＝2m/s。7．(1)1m/s；方向向右(2)0.5m/s；方向向右解析兩個小車及磁鐵組成的系統(tǒng)在水平方向不受外力作用，兩車之間的磁力是系統(tǒng)內(nèi)力，系統(tǒng)動量守恒，以向右為正方向。(1)v甲＝3m/s，v乙＝－2m/s。據(jù)動量守恒定律得mv甲＋mv乙＝mv甲′代入數(shù)據(jù)解得v甲′＝1m/s，方向向右。(2)兩車的距離最小時，兩車速度相同，設(shè)為v′，由動量守恒定律得mv甲＋mv乙＝mv′＋mv′解得v′＝0.5m/s，方向向右。8．B[彈丸在爆炸過程中，水平方向的動量守恒，有mv0＝eq\f(3,4)mv甲＋eq\f(1,4)mv乙，解得4v0＝3v甲＋v乙，爆炸后兩塊彈片均做平拋運動，豎直方向有h＝eq\f(1,2)gt2，水平方向?qū)住⒁覂蓮椘謩e有x甲＝v甲·t，x乙＝v乙·t，代入各圖中數(shù)據(jù)，可知B正確。]9．C[設(shè)小孩跳離b、c車時相對地面的水平速度為v，以水平向右為正方向，由動量守恒定律知：小孩和c車組成的系統(tǒng)：0＝m人v－M車vc，對小孩和b車：m人v＝M車vb＋m人v，對小孩和a車：m人v＝(M車＋m人)va，所以：vc＝eq\f(m人v,M車)，vb＝0，va＝eq\f(m人v,M車＋m人)，即三輛車的速率關(guān)系為vc>va>vb，并且vc與va方向相反，故選C。]10．B[取水平向右為正方向，小孩第一次推出A車時，有mBv1－mAv＝0，解得v1＝eq\f(mA,mB)v，第n次推出A車時，有mAv＋mBvn－1＝－mAv＋mBvn，則vn－vn－1＝eq\f(2mA,mB)v所以vn＝v1＋(n－1)eq\f(2mA,mB)v當(dāng)vn≥v時，再也接不到A車，由以上各式得n≥5.5，取n＝6，故B正確，A、C、D錯誤。]11．4v0解析設(shè)乙船上的人拋出貨物的最小速度大小為vmin，拋出貨物后乙船的速度大小為v1，甲船上的人接到貨物后甲船的速度大小為v2，以開始時甲、乙兩船的運動方向為正方向。由動量守恒定律得12mv0＝11mv1－mvmin①10m×2v0－mvmin＝11mv2②為避免兩船相撞應(yīng)滿足v1＝v2③聯(lián)立①②③式解得vmin＝4v0。12．D[小球擺動過程，A、B、C系統(tǒng)水平方向不受外力，水平方向動量守恒，但豎直方向動量不守恒，選項A錯誤；小球C下擺過程中，在達(dá)到最低位置之前，細(xì)線拉力的水平分量使A、B同時達(dá)到最大速度，球擺過最低位置后，細(xì)線拉力使A向右做減速