新教材2022-2023學(xué)年魯科版選擇性必修第一冊(cè)第1章第2節(jié)動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用作業(yè)

第2節(jié)動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用

課時(shí)作業(yè)?鞏固提升

基礎(chǔ)鞏固一、選擇題1.以下實(shí)例中不是反沖現(xiàn)象的是(D)A.當(dāng)槍發(fā)射子彈時(shí),槍身會(huì)同時(shí)向后運(yùn)動(dòng)B.烏賊向前噴水從而使自己向后游動(dòng)C.火箭中的火藥燃燒向下噴氣推動(dòng)自身向上運(yùn)動(dòng)D.戰(zhàn)斗機(jī)在緊急情況下拋出副油箱以提高機(jī)身的靈活性解析：當(dāng)槍發(fā)射子彈時(shí).，槍身同時(shí)受到一個(gè)反向的力會(huì)向后運(yùn)動(dòng)，故A是反沖現(xiàn)象;烏賊向前噴水從而使自己受到一個(gè)向后的力，向后游動(dòng),故B是反沖現(xiàn)象;火箭中的火藥燃燒向下噴氣而自身受到一個(gè)向上的推力，推動(dòng)自身向上運(yùn)動(dòng)，故C是反沖現(xiàn)象;戰(zhàn)斗機(jī)拋出副油箱，質(zhì)量減小，慣性減小,機(jī)身的靈活性提高,故D不是反沖現(xiàn)象。.運(yùn)送人造地球衛(wèi)星的火箭開始工作后，火箭做加速運(yùn)動(dòng)的原因是(B)A.燃料燃燒推動(dòng)空氣,空氣反作用力推動(dòng)火箭B.火箭發(fā)動(dòng)機(jī)將燃料燃燒產(chǎn)生的氣體向后推出，氣體的反作用力推動(dòng)火箭C.火箭吸入空氣,然后向后推此空氣對(duì)火箭的反作用力推動(dòng)火箭D.火箭燃料燃燒發(fā)熱，加熱周圍空氣,空氣膨脹推動(dòng)火箭解析:火箭的工作原理是反沖運(yùn)動(dòng)，火箭燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓氣體從尾部迅速噴出時(shí)，使火箭獲得反沖速度,故選項(xiàng)B正確。.（多選）下列關(guān)于動(dòng)量守恒的論述，正確的是（BD）A.某物體沿著光滑斜面下滑,物體的動(dòng)量守恒B.系統(tǒng)在某方向上所受的合外力為零,則系統(tǒng)在該方向上動(dòng)量守恒C.如果系統(tǒng)內(nèi)部有相互作用的摩擦力，系統(tǒng)的機(jī)械能必然減少，系統(tǒng)的動(dòng)量也不再守恒D.系統(tǒng)雖然受到幾個(gè)較大的外力，但合外力為零，系統(tǒng)的動(dòng)量仍然守恒解析:某物體沿著光滑斜面下滑,物體所受合外力不為零,動(dòng)量不守恒,故A錯(cuò)誤;系統(tǒng)在某方向上所受的合外力為零，則系統(tǒng)在該方向上動(dòng)量守恒,故B正確;如果系統(tǒng)內(nèi)部有相互作用的摩擦力，系統(tǒng)的機(jī)械能必然減少,如果系統(tǒng)所受合外力為零，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒,故C錯(cuò)誤；系統(tǒng)雖然受到幾個(gè)較大的外力，但合外力為零,系統(tǒng)的動(dòng)量仍然守恒,故D正確。.（2020?山東濟(jì)南質(zhì)檢）一魚雷快艇在某海域附近執(zhí)行任務(wù)，假設(shè)魚雷快艇的總質(zhì)量為M,以速度v前進(jìn),現(xiàn)沿快艇前進(jìn)方向發(fā)射一顆質(zhì)量為m的魚雷后，快艇速度減為原來(lái)的:,不計(jì)水的阻力，則魚雷的發(fā)射速度為（A）a2M+3mn2MA.vB.—v5m5m萬(wàn)4M-rn.「4MC.vD.—v57n5m解析：設(shè)快艇的速度方向?yàn)檎较颍鶕?jù)動(dòng)量守恒定律有Mv二（M-m）|v+mv',解得v'=2M+37%,故人正確。55m5.（多選）木塊a和b用一根輕彈簧連接起來(lái),放在光滑水平面上,a緊靠在墻壁上,在b上施加向左的水平力使彈簧壓縮,如圖所示，當(dāng)撤去外力后，下列說(shuō)法正確的是（AC）a尚未離開墻壁前,a和b組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒a尚未離開墻壁前,a和b組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒a離開墻壁后,a和b組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒a離開墻壁后,a和b組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒解析：a離開墻壁前,a和b組成的系統(tǒng)受墻壁的作用力,所受合外力不為零,動(dòng)量不守恒，故A正確,B錯(cuò)誤;a離開墻壁后,a和b組成的系統(tǒng)所受合外力為零,系統(tǒng)動(dòng)量守恒，故C正確,D錯(cuò)誤。6.（多選）某同學(xué)想用氣墊導(dǎo)軌模擬“人船模型”。該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室里,將一質(zhì)量為M、長(zhǎng)為L(zhǎng)的滑塊置于水平氣墊導(dǎo)軌上（不計(jì)摩擦）并接通電源。該同學(xué)又找來(lái)一個(gè)質(zhì)量為m的蝸牛置于滑塊的一端,在食物的誘惑下，蝸牛從該端移動(dòng)到另一端。下面說(shuō)法正確的是（CD）A.只有蝸牛運(yùn)動(dòng)，滑塊不運(yùn)動(dòng)B.滑塊運(yùn)動(dòng)的距離是*LC.蝸牛運(yùn)動(dòng)的位移是滑塊的絲倍mD.滑塊與蝸牛運(yùn)動(dòng)的距離之和為L(zhǎng)解析:根據(jù)“人船模型"易得滑塊運(yùn)動(dòng)的位移為『L,蝸牛運(yùn)動(dòng)的位M+m移為-Jl,故C,D正確。M+m.如圖所示，一個(gè)木箱原來(lái)靜止在光滑水平面上，木箱內(nèi)粗糙的底板上放著一個(gè)小木塊。木箱和小木塊都具有一定的質(zhì)量?，F(xiàn)使木箱獲得一個(gè)向右的初速度vo,則（B）A.小木塊和木箱最終都將靜止.小木塊最終將相對(duì)木箱靜止,二者一起向右運(yùn)動(dòng)C.小木塊在木箱內(nèi)將始終來(lái)回往復(fù)碰撞,而木箱一直向右運(yùn)動(dòng)D.如果小木塊與木箱的左壁碰撞后相對(duì)木箱靜止,則二者將一起向左運(yùn)動(dòng)解析:木箱和小木塊組成的系統(tǒng)具有向右的初動(dòng)量,并且相互作用的過(guò)程中總動(dòng)量守恒，故最終二者具有的總動(dòng)量向右,A,D錯(cuò)誤;由于木箱與底板間存在摩擦，小木塊最終將相對(duì)木箱靜止,B正確,C錯(cuò)誤。.（多選）如圖所示,在光滑的水平面上放著一個(gè)上部為半圓形光滑槽的木塊,開始時(shí)木塊是靜止的，把一個(gè)小球放到槽邊從靜止開始釋放，關(guān)于兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況，下列說(shuō)法正確的是（ABD）A.當(dāng)小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí),木塊有最大速率.當(dāng)小球的速率最大時(shí),木塊有最大速率C.當(dāng)小球再次上升到最高點(diǎn)時(shí)，木塊的速率為最大D.當(dāng)小球再次上升到最高點(diǎn)時(shí),木塊的速率為零解析:小球和木塊組成的系統(tǒng)在水平方向上動(dòng)量守恒,初狀態(tài)系統(tǒng)動(dòng)量為零,當(dāng)小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，小球有最大速率,所以木塊也有最大速率;小球上升到最高點(diǎn)時(shí)，小球速率為零,木塊的速率也為零,故A、B、D正確,C錯(cuò)誤。二、非選擇題將兩個(gè)完全相同的磁鐵(磁性極強(qiáng))分別固定在質(zhì)量相等的小車上，水平面光滑。開始時(shí)甲車速度大小為3m/s,乙車速度大小為2m/s,兩車運(yùn)動(dòng)方向相反并在同一直線上,如圖所示。(1)當(dāng)乙車速度為零時(shí)，甲車的速度多大?方向如何？(2)由于磁性極強(qiáng),故兩車不會(huì)相碰,那么兩車的距離最小時(shí)，乙車的速度是多大?方向如何？解析:兩個(gè)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(dòng)量守恒。設(shè)向右為正方向。(1)根據(jù)動(dòng)量守恒定律得mv甲一mv乙二mv甲，,代入數(shù)據(jù)解得v甲'=1m/s,方向向右。(2)兩車間距最小時(shí)，兩車速度相同，設(shè)為“，由動(dòng)量守恒定律得mv甲一mv乙二2mv',代入數(shù)據(jù)解得v'=0.5m/s,方向向右。答案：(1)1m/s方向向右(2)0.5m/s方向向右能力提升一、選擇題1.如圖所示,質(zhì)量為M的小車置于光滑的水平面上,車的上表面是粗糙的,有一質(zhì)量為m的木塊，以水平初速度v?；闲≤嚨纳媳砻?若小車的上表面足夠長(zhǎng)，則(A)A.木塊的最終速度一定為匹v。M+mB.由于車的上表面粗糙，小車和木塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量減小C.車的上表面越粗糙,木塊減少的動(dòng)量越多D.車的上表面越粗糙,小車增加的動(dòng)量越多解析：以小車和木塊組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象,系統(tǒng)所受合外力為零,因此系統(tǒng)動(dòng)量守恒，由于摩擦力的作用，木塊速度減小，小車速度增大，木塊速度減小到最小時(shí),小車速度達(dá)到最大,最后木塊、小車以共同速度運(yùn)動(dòng)，以初速度方向?yàn)檎较?，根?jù)動(dòng)量守恒定律有mv0=(m+M)v,得懺/Lv。,A正確;木塊與小車之間的摩擦力是系統(tǒng)的內(nèi)力，對(duì)系統(tǒng)動(dòng)M+m量不產(chǎn)生影響，B錯(cuò)誤；Ap木初v-mv。=-怨，△p車二Mv二竺二,可見木塊m+Mm+M減少的動(dòng)量和小車獲得的動(dòng)量與小車上表面的粗糙程度無(wú)關(guān)，故C,D錯(cuò)誤。2.如圖所示,質(zhì)量為0.5kg的小球在距離車底面高20m處以一定的初速度向左平拋,落在以7.5m/s速度沿光滑水平面向右勻速行駛的敞篷小車中，車底涂有一層油泥,車與油泥的總質(zhì)量為4kg,設(shè)小球在落到車底前瞬時(shí)速度是25m/s,g取10m/s2,則當(dāng)小球與小車相對(duì)靜止時(shí)，小車的速度是(B)A.4m/sB.5m/sC.8.5m/sD.gm/s解析:小球拋出后做平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)動(dòng)能定理得11唱吟111%2一加解得v0=15m/s小球和車作用過(guò)程中水平方向動(dòng)量守恒,取車初速度方向?yàn)檎较颍瑒t有-mv（）+Mv=（M+m）v'解得v'=5m/soB正確。3.（多選）如圖所示，船靜止在平靜的水面上,船前艙有一抽水機(jī)把前艙的水均勻地抽往后艙，不計(jì)水的阻力，下列說(shuō)法中正確的是（BD）A.若前后艙是分開的,則前艙將向后運(yùn)動(dòng)B.若前后艙是分開的,則前艙將向前運(yùn)動(dòng)C.若前后艙不分開,則船將向后運(yùn)動(dòng)D.若前后艙不分開,則船將向前運(yùn)動(dòng)解析:若前后艙是分開的，前艙和抽出的水相互作用，靠反沖作用前艙向前運(yùn)動(dòng),若不分開,雖然抽水的過(guò)程屬于船與水的內(nèi)力作用，但水的質(zhì)量發(fā)生了轉(zhuǎn)移,從前艙轉(zhuǎn)到了后艙,相當(dāng)于人從船的一頭走到另一頭的過(guò)程,船將向前運(yùn)動(dòng)。.如圖所示，位于光滑水平桌面上的小滑塊P和Q都可視為質(zhì)點(diǎn)且質(zhì)量相等,Q與輕質(zhì)彈簧相連,一開始保持靜止,P以某一初速度向Q運(yùn)動(dòng)并與彈簧發(fā)生碰撞。在整個(gè)碰撞過(guò)程中，彈簧具有的最大彈性勢(shì)能等于（B）A.P的初動(dòng)能B.P的初動(dòng)能的3C.P的初動(dòng)能的:D.P的初動(dòng)能的：解析:P與彈簧接觸后,P減速、Q加速,彈簧壓縮量越來(lái)越大,當(dāng)P,Q達(dá)到共同速度v時(shí),彈簧壓縮量最大,具有最大彈性勢(shì)能，該過(guò)程中兩滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)所受合外力為零，由動(dòng)量守恒得mv°=2mv,由機(jī)械能守恒得］端=Ep+j?2mv2,解得Ep=imv02,故選項(xiàng)B正確。乙乙*.穿著溜冰鞋的人靜止站在光滑的冰面上,沿水平方向舉槍射擊,每次射擊時(shí)子彈對(duì)地速度相等,設(shè)第一次射出子彈后，人相對(duì)于地后退的速度為v,下列說(shuō)法正確的是（D）A.無(wú)論射出多少子彈,人后退的速度都為vB.射出n顆子彈后，人后退的速度為nvC.射出n顆子彈后，人后退的速度小于nvD.射出n顆子彈后，人后退的速度大于nv解析:設(shè)人、槍（包括子彈）的總質(zhì)量為M,每顆子彈質(zhì)量為m,子彈射出的速度為vo,射出第1顆子彈時(shí),有O=（M-m）v-mvo,設(shè)人射出n顆子彈后的速度為V,，則（M-nm）v,二nmv。,可得v=詈3v'二普，因\Hn>M-mM-nmM-nm,所以v'>nv,故選項(xiàng)D正確。二、非選擇題.課外科技小組制作一只“水火箭”，用壓縮空氣壓出水流使火箭運(yùn)動(dòng)。假如噴出的水流流量保持為2X10"胡/s,噴出速度保持為對(duì)地10m/so啟動(dòng)前火箭總質(zhì)量為L(zhǎng)4kg,則啟動(dòng)2s末火箭的速度大小為m/s;2s內(nèi)噴出的水的質(zhì)量為kg。（已知火箭沿水平軌道運(yùn)動(dòng)阻力不計(jì)，水的密度是1.0X103kg/m3）解析：“水火箭”噴出水流做反沖運(yùn)動(dòng)，設(shè)火箭原來(lái)總質(zhì)量為M,噴出水流的流量為Q,水的密度為P,水流的噴出速度為v,流量Q二Sv,則2s內(nèi)噴出的水的質(zhì)量m=PpSvt=pQt代入數(shù)據(jù)得m=0.4kg火箭的反沖速度為v，，由動(dòng)量守恒定律得（M-pQt）v'二pQtv火箭啟動(dòng)后2s末的速度為V,V,V,m/s=4m/sopQtu_L0x<03x2x104x2x<0M-pQt3x2x104x2答案：40.4V,m/s=4m/so.如圖所示,一質(zhì)量為M的物塊靜止在桌面邊緣,桌面離水平地面的高度為h。一質(zhì)量為m的子彈以水平速度V。射入物塊后，以水平速度手