【同步】高中物理魯科版(2019)選擇性必修1：第1章習(xí)題課動量守恒定律的應(yīng)用一分層作業(yè)課件

第1章習(xí)題課動量守恒定律的應(yīng)用(一)123456789101112A級必備知識基礎(chǔ)練1.如圖所示,自行火炮連同炮彈的總質(zhì)量為m0,當(dāng)炮筒水平,火炮車在水平路面上以v1的速度向右勻速行駛中,發(fā)射一枚質(zhì)量為m的炮彈后,自行火炮的速度變?yōu)関2,仍向右行駛,則炮彈相對地面的發(fā)射速度v0為(

)A解析

自行火炮水平勻速行駛時,牽引力與阻力平衡,系統(tǒng)動量守恒。設(shè)水平向右為正方向,由動量守恒定律有m0v1=(m0-m)v2+mv0,解得

1234567891011122.一炮艇在湖面上勻速行駛,突然從船頭和船尾同時向前和向后發(fā)射一顆炮彈,設(shè)兩炮彈質(zhì)量相同,相對于地的速率相同,牽引力和阻力均不變,則船的動量和速度的變化情況是(

)A.動量不變,速度增大

B.動量變小,速度不變C.動量增大,速度增大

D.動量增大,速度減小A解析

整個過程動量守恒,由于兩發(fā)炮彈的總動量為零。因而船的動量不變,又因為船發(fā)射炮彈后的質(zhì)量變小,因此船的速度增大。1234567891011123.如圖所示,具有一定質(zhì)量的小球A固定在輕桿一端,桿的另一端掛在小車支架的O點,用手將小球拉起使輕桿呈水平狀態(tài),在小車處于靜止的情況下放手使小球擺下,在B處與固定在車上的油泥撞擊后粘在一起,則此后小車的運動狀態(tài)是(車位于光滑路面上)(

)A.向右運動

B.向左運動C.靜止不動

D.無法判斷

C解析

小車與小球構(gòu)成的系統(tǒng)在水平方向上總動量守恒,剛釋放A球時,系統(tǒng)動量為零,當(dāng)二者粘在一起時,其共同速度也必為零,故只有選項C正確。1234567891011124.如圖所示,質(zhì)量為m0的密閉汽缸置于光滑水平面上,缸內(nèi)有一隔板P,隔板右邊是真空,隔板左邊是質(zhì)量為m的高壓氣體,若將隔板突然抽去,則汽缸的運動情況是(

)A.保持靜止不動B.向左移動一定距離后恢復(fù)靜止C.最終向左做勻速直線運動D.先向左移動,后向右移動回到原來位置B解析

突然撤去隔板,氣體向右運動,汽缸做反沖運動,當(dāng)氣體充滿整個汽缸時,它們之間的作用結(jié)束,根據(jù)動量守恒定律可知,開始時系統(tǒng)的總動量為零,結(jié)束時總動量必為零,氣體和汽缸都將停止運動,故選項B正確。1234567891011125.如圖所示,光滑水平軌道上有三個木塊A、B、C,質(zhì)量分別為mA=3m、mB=mC=m,開始時B、C均靜止,A以初速度v0向右運動,A與B碰撞后分開,B又與C發(fā)生碰撞并黏在一起,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

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碰撞后黏在一起的速度為v,以v0的方向為正方向,由動量守恒定律得對A、B木塊:mAv0=mAvA+mBvB對B、C木塊:mBvB=(mB+mC)v由A與B間的距離保持不變可知vA=v,聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得vB=v0。答案

v01234567891011121234567891011126.如圖所示,質(zhì)量為m0的小車靜止在光滑的水平地面上,車上裝有半徑為R的半圓形光滑軌道,現(xiàn)將質(zhì)量為m的小球在軌道的邊緣由靜止釋放,當(dāng)小球滑至半圓軌道的最低位置時,小車移動的距離為多少?小球的速度大小為多少?123456789101112123456789101112B級關(guān)鍵能力提升練7.(多選)如圖所示,A、B兩物體的中間用一段細(xì)繩相連并有一壓縮的彈簧,放在平板小車C上后,A、B、C均處于靜止?fàn)顟B(tài)。若地面光滑,則在細(xì)繩被剪斷后,A、B從C上未滑離之前,A、B在C上向相反方向滑動的過程中(

)A.若A、B與C之間的摩擦力大小相同,則A、B組成的系統(tǒng)動量守恒,A、B、C組成的系統(tǒng)動量守恒B.若A、B與C之間的摩擦力大小相同,則A、B組成的系統(tǒng)動量不守恒,A、B、C組成的系統(tǒng)動量守恒C.若A、B與C之間的摩擦力大小不相同,則A、B組成的系統(tǒng)動量不守恒,A、B、C組成的系統(tǒng)動量不守恒D.若A、B與C之間的摩擦力大小不相同,則A、B組成的系統(tǒng)動量不守恒,A、B、C組成的系統(tǒng)動量守恒AD123456789101112解析

對于A、B、C組成的系統(tǒng),無論是彈簧彈力還是摩擦力,都是內(nèi)力,無論A、B與C之間的摩擦力大小是否相等,系統(tǒng)所受的合外力均為零,系統(tǒng)動量守恒。對于A、B兩物體組成的系統(tǒng),彈簧的彈力為內(nèi)力,A、B與C之間的摩擦力為外力,A、B與C之間的摩擦力大小相同時,系統(tǒng)所受合外力為零,A、B組成的系統(tǒng)動量守恒;若A、B與C之間的摩擦力大小不相同,A、B組成的系統(tǒng)所受合外力不為零,系統(tǒng)動量不守恒。故選A、D。1234567891011128.(2023江蘇常州高二期末)有一只小船?？吭诤叴a頭,小船又窄又長(估計重一噸左右)。兩位同學(xué)想用一個卷尺粗略測定它的質(zhì)量,他們進(jìn)行了如下操作:首先將船平行于碼頭自由停泊,其中一位同學(xué)輕輕從船尾上船,走到船頭停下,另一位同學(xué)用卷尺測出船后退的距離d,再用卷尺測出船長L。已知在船上行走的同學(xué)的質(zhì)量為m,水的阻力不計,船的質(zhì)量為(

)D1234567891011121234567891011129.(多選)如圖所示,小車AB放在光滑水平面上,A端固定一個輕彈簧,B端粘有油泥,AB總質(zhì)量為m0,質(zhì)量為m的木塊C放在小車上,用細(xì)繩連接于小車的A端并使彈簧壓縮,開始時小車AB和木塊C都靜止,當(dāng)突然燒斷細(xì)繩時,C被釋放,使C離開彈簧向B端沖去,并跟B端油泥粘在一起,忽略一切摩擦,以下說法正確的是(

)A.彈簧伸長過程中C向右運動,同時AB也向右運動B.C與B碰前,C與AB的速率之比為m0∶mC.C與油泥粘在一起后,AB立即停止運動D.C與油泥粘在一起后,AB繼續(xù)向右運動BC123456789101112解析

彈簧向右推C,C向右運動,同時彈簧向左推A端,小車向左運動,選項A錯誤;因小車與木塊組成的系統(tǒng)動量守恒,C與B碰前,有mvC=m0vAB,得vC∶vAB=m0∶m,選項B正確;C與B碰撞過程動量守恒,有mvC-m0vAB=(m0+m)v,知v=0,故選項C正確,選項D錯誤。12345678910111210.(多選)(2023山東齊魯名校聯(lián)考)某滑桿游戲可簡化為如圖所示的模型,質(zhì)量m=0.5kg的滑環(huán)套在固定光滑水平桿上,滑環(huán)可沿著水平桿左右滑動,滑環(huán)通過長L=0.6m的輕繩連著質(zhì)量M=0.4kg的小球,開始時滑環(huán)靜止在O點,輕繩水平拉直,現(xiàn)將它們由靜止釋放,小球和滑環(huán)都可看作質(zhì)點,g取10m/s2,下列說法正確的是(

)A.小球第一次運動至最低點時的速度大小為2m/sB.小球再次返回最高點時的速度大小為0C.小球第二次運動至最低點時的速度大小為2m/sD.小球運動軌跡左、右兩端點間的距離為

mBD123456789101112解析

小球自開始釋放至運動至最低點的過程中,小球和滑環(huán)組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒,有0=Mv1-mv2,由能量守恒定律得A、C錯誤;小球每次在最高點時和滑環(huán)都有相同的速度,由動量守恒得0=(M+m)v,解得共同速度v=0,B正確;由機械能守恒定律可知,小球左、右兩側(cè)最高點在同一水平線上,設(shè)其水平距離為x1,在小球從左側(cè)最高點運動到右側(cè)最高點的過程,設(shè)滑環(huán)運動左、右兩點的距離為x2,則Mx1=mx2,x1+x2=2L,解得小球運動軌跡左、右兩端點間的距離x1=

m,D正確。12345678910111211.兩個小木塊A和B(均可視為質(zhì)點)中間夾著一輕質(zhì)彈簧,兩木塊用細(xì)線(未畫出)連在一起,放在光滑的水平桌面上,燒斷細(xì)線后,木塊A、B分別向左、右方向運動,離開桌面后均做平拋運動(離開桌面前兩木塊已和彈簧分離),落地點與桌面邊緣的水平距離分別為lA=1m、lB=2m,如圖所示,則木塊A、B離開彈簧時的速度大小之比vA∶vB=

,木塊A、B的質(zhì)量之比mA∶mB=

,彈簧對木塊A、B的作用力大小之比FA∶FB=

。

1∶22∶11∶112345678910111212345678910111212.平板車停在水平光滑的軌道上,平板車上有一人從固定在車上的貨廂邊沿水平方向順著軌道方向跳出,落在平板車地板上的A點,距貨廂水平距離為l=4m,如圖所示。已知人的質(zhì)量為m,平板車連同貨廂的質(zhì)量為m0=4m,貨廂高度為h=1.25m,g取10m/s2。(1)求人跳出后到落到地板期間平板車的反沖速度大小。(2)人落在平板車地板上并站定以后,平板車還運動嗎?平板車在軌道上移動的位移是多少?解析

(1)人從貨廂邊跳離的過程,系統(tǒng)(人、平板車和貨廂)的動量守恒,設(shè)人的水平速度是v1,平板車的反沖速度是v2,取v1的方向為正方向,有mv1-m0v2=0,解得v2=v1人跳離貨廂后做平拋運動,平板車以v2做勻速運動,運動時間為在這段時間內(nèi)人的水平位移x1和平板車的位移x2分別為x1=v1t,x2=v2t由圖可知x1+x2=l,即v1t+v2t=l,解得123456789101112