2016-2017学年高二物理人教版选修3-5（第03课时 动量守恒定律） Word版含解析

2016-2017学年高二物理人教版选修3-5（第03课时 动量守恒定律） Word版含解析

绝密★启用前 人教版选修3-5 第十六章 动量守恒定律 第03课时 动量守恒定律 第Ⅰ部分 选择题 一、选择题：本题共8小题。将正确答案填写在题干后面的括号里。‎ ‎1．把一支弹簧枪水平固定在小车上，小车放在光滑水平地面上，枪射出一颗子弹时，对于枪、弹、车，下列说法正确的是 (　　)‎ A．枪和弹组成的系统动量守恒 B．枪和车组成的系统动量守恒 C．枪弹和枪筒之间的摩擦力很小，可以忽略不计，故二者组成的系统动量近似守恒 D．枪、弹、车三者组成的系统动量守恒 ‎2.下列情形中，满足动量守恒条件的是(　　)‎ A．用铁锤打击放在铁砧上的铁块，打击过程中，铁锤和铁块的总动量 B．子弹水平穿过放在光滑桌面上的木块的过程中，子弹和木块的总动量 C．子弹水平穿过墙壁的过程中，子弹和墙壁的总动量 D．棒击垒球的过程中，棒和垒球的总动量 ‎3.木块a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上．在b上施加向左的水平力使弹簧压缩，如图所示．当撤去外力后，下列说法正确的是(　　)‎ A．a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量守恒 B．a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量不守恒 C．a离开墙壁后，a和b组成的系统动量守恒 D．a离开墙壁后，a和b组成的系统动量不守恒 ‎4.如图所示，小车C放在光滑地面上，A、B两人站在车的两端，这两人同时开始相向行走，发现车向左运动，分析小车运动的原因可能是(　　)‎ A．A、B质量相等，但A比B速率大 B．A、B质量相等，但A比B速率小 C．A、B速率相等，但A比B的质量大 D．A、B速率相等，但A比B的质量小 ‎5.如图所示，在光滑水平面上，有一质量为m=3 kg的薄板和质量为m'=1 kg的物块，都以v=4 m/s 的初速度向相反方向运动，它们之间有摩擦，薄板足够长，当薄板的速度为2.4 m/s时，物块的运动情况是(　　) ‎ A.做加速运动 B.做减速运动 C.做匀速运动 D.以上运动都可能 ‎6.质量为2 kg的小车以2 m/s的速度沿光滑的水平面向右运动，若将质量为2 kg的沙袋以3 m/s的速度迎面扔上小车，则沙袋与小车一起运动的速度的大小和方向是(　　)‎ A.2.6 m/s，向右　　　　　　　　B.2.6 m/s，向左 C.0.5 m/s，向左 　　　D.0.8 m/s，向右 ‎7.长木板A静止放在光滑水平桌面上，质量为m的物体B以水平初速度v0滑上A的上表面，经过t1时间后，二者达到相同的速度为v1，它们的速度图象如图所示，则在此过程中不能求得的物理量是(　　)‎ A.木板获得的动能 ‎ B.系统损失的机械能 C.木板的长度 ‎ D.A、B之间的动摩擦因数 ‎8.如图所示，设车厢长为L，质量为M，静止在光滑水平面上，车厢内有一质量为m的物体，以速度v0向右运动，与车厢壁来回碰撞n次后，静止于车厢中，这时车厢的速度为(　　)‎ A．v0，水平向右 B．0‎ C．，水平向右 D．，水平向右 第Ⅱ部分 非选择题 二、非选择题：本题4个小题。将符合题意的内容填写在题目中的横线上，或按题目要求作答。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。‎ ‎9．质量为M的小船以速度v0行驶，船上有两个质量均为m的小孩a和b，分别静止站在船头和船尾．现小孩a沿水平方向以速率v(相对于静止水面)向前跃入水中，然后小孩b沿水平方向以同一速率v(相对于静止水面)向后跃入水中，则小孩b跃出后小船的速度方向________，大小为________(水的阻力不计)．‎ ‎10.如图所示，在光滑水平面上叠放着质量为mA与mB的物体A和B(设B足够长)，A与B间的动摩擦因数为μ，质量为m的小球以水平速度v射向A，以的速度弹回，则A与B相对静止后的速度为________。‎ ‎11．光滑水平轨道上有三个木块A、B、C，质量分别为mA＝3m，mB＝mC＝m，开始时B、C均静止，A以初速度v0向右运动，A与B碰撞后分开，B又与C发生碰撞并粘在一起，此后A与B间的距离保持不变。求B与C碰撞前B的速度大小。‎ ‎12.将两个完全相同的磁铁(磁性极强)分别固定在质量相等的小车上，水平面光滑．开始时甲车速度大小为3 m/s，乙车速度大小为2 m/s，方向相反并在同一直线上，如图所示．‎ ‎(1)当乙车速度为零时，甲车的速度多大？方向如何？‎ ‎(2)由于磁性极强，故两车不会相碰，那么两车的距离最小时，乙车的速度是多大？方向如何？‎ 人教版选修3-5 第十六章 动量守恒定律 第03课时 动量守恒定律 参考答案及解析 一、选择题 ‎【答案】‎ ‎1.D ‎【解析】内力、外力取决于系统的划分，以枪和弹组成的系统，车对枪的作用力是外力，系统动量不守恒，枪和车组成的系统受到系统外弹簧对枪的作用力，系统动量不守恒．枪弹和枪筒之间的摩擦力属于内力，但枪筒受到车的作用力，属于外力，故二者组成的系统动量不守恒．枪、弹、车组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，故D正确．‎ ‎【答案】‎ ‎2.B ‎【解析】A中竖直方向合力不为零；C中墙壁受地面的作用力；D中棒球受人手的作用，故合力均不为零，不符合动量守恒的条件，故B正确．‎ ‎【答案】‎ ‎3.BC ‎【解析】a尚未离开墙壁前，墙壁对a有冲量，a和b构成的系统动量不守恒，B正确，A错误；a离开墙壁后，系统所受外力之和等于零，系统的动量守恒，C正确，D错误．‎ ‎【答案】‎ ‎4.AC ‎【解析】两人及车组成的系统动量守恒，则mAvA－mBvB－mCvC＝0，可得mAvA－mBvB>0。即如果A、B的质量相等，则A的速度大于B的速度，A正确，B错误；如果A、B速率相等，则A的质量大于B的质量，故C正确，D错误。‎ ‎【答案】‎ ‎5.A ‎【解析】物块与薄板相对运动过程中在水平方向上不受外力，所以物块与薄板组成的系统在水平方向上动量守恒，且在相对运动的过程中任一时刻系统的总动量都不变。薄板足够长，则最终物块和薄板达到共同速度v'，由动量守恒定律得(取薄板运动方向为正方向)，‎ ｍv－m'v=(m+m')v'‎ 则v'= m/s=2 m/s 共同运动速度的方向与薄板初速度的方向相同。‎ 在物块和薄板相互作用过程中，薄板一直做匀减速运动，而物块先沿负方向减速到速度为0，再沿正方向加速到2 m/s。当薄板速度为v1=2.4 m/s时，设物块的速度为v2，由动量守恒定律得mv－m'v=mv1+m'v2‎ v2= m/s=0.8 m/s 即此时物块的速度方向沿正方向，故物块正做加速运动，选项A正确。‎ ‎【答案】‎ ‎6.C ‎【解析】小车和沙袋组成的系统在水平方向动量守恒，取小车运动的方向为正方向，m1=2 kg，m2=2 kg，v1=2 m/s，v2=-3 m/s，共同速度为v，根据动量守恒:m1v1+m2v2=(m1+m2)v，代入数据得v=－0.5 m/s，负号表示方向水平向左。故选项C正确。‎ ‎【答案】‎ ‎7.C ‎【解析】设木板的质量为m0，由动量守恒定律得mv0=(m+m0)v1，可求出m0‎ ‎，木板获得的动能Ek=，选项A能求出；系统损失的机械能ΔE=，选项B能求出；由v-t图象可以求出物体的加速度大小a=，又因为a=μg，所以可求出动摩擦因数；由ΔE=μmgΔl，可求出相对距离Δl，但不能求出木板的长度。故选C。‎ ‎【答案】‎ ‎8.C ‎【解析】由动量守恒定律得mv0＝(M＋m)v，∴v＝，选项C正确。‎ 二、非选择题 ‎【答案】‎ ‎9.‎ 向前　v0‎ ‎【解析】选小孩a、b和船为一系统，由于忽略水的阻力，故系统水平方向动量守恒，设小孩b跃出后小船向前行驶的速度为v′，选v0方向为正方向，根据动量守恒定律，有(M＋2m)v0＝Mv′＋mv－mv，整理解得v′＝v0，方向向前．‎ ‎【答案】‎ ‎10.‎ ‎【解析】设A与B相对静止后的速度为v′，取初始时小球v的方向为正。由于小球及 A、B所组成的系统动量守恒，则有mv＝(mA＋mB)v′－m，所以v′＝。‎ ‎【答案】‎ ‎11.‎ v0‎ ‎【解析】设A与B碰撞后，A的速度为vA，B与C碰撞前B的速度为vB，B与C碰撞后粘在一起的速度为v，由动量守恒定律得 对A、B木块：mAv0＝mAvA＋mBvB①‎ 对B、C木块：mBvB＝(mB＋mC)v②‎ 由A与B间的距离保持不变可知 vA＝v③‎ 联立①②③式，代入数据得 vB＝v0‎ ‎【答案】‎ ‎12.‎ ‎(1)1 m/s　向右 ‎(2)0.5 m/s　向右 ‎【解析】两个小车及磁铁组成的系统在水平方向不受外力作用，两车之间的磁力是系统内力，系统动量守恒．设向右为正方向．‎ ‎(1)据动量守恒得：mv甲－mv乙＝mv甲′，代入数据解得 v甲′＝v甲－v乙＝(3－2) m/s＝1 m/s，方向向右．‎ ‎(2)两车相距最小时，两车速度相同，设为v′，由动量守恒得：‎ mv甲－mv乙＝mv′＋mv′.‎ 解得v′＝＝＝ m/s＝0.5 m/s，方向向右．‎