【名師一號(hào)】2021年新課標(biāo)版物理選修3-5-雙基限時(shí)練3-動(dòng)量守恒定律

雙基限時(shí)練(三)動(dòng)量守恒定律1．關(guān)于系統(tǒng)動(dòng)量守恒的條件，下列說(shuō)法正確的是()A．只要系統(tǒng)內(nèi)存在摩擦力，系統(tǒng)動(dòng)量就不行能守恒B．只要系統(tǒng)中有一個(gè)物體具有加速度，系統(tǒng)動(dòng)量就不守恒C．只要系統(tǒng)所受的合外力為零，系統(tǒng)動(dòng)量就守恒D．系統(tǒng)中全部物體的加速度為零時(shí)，系統(tǒng)的總動(dòng)量不肯定守恒解析依據(jù)動(dòng)量守恒條件可知A、B均錯(cuò)；由動(dòng)量守恒的條件知C正確；D項(xiàng)中全部物體加速度為零時(shí)，各物體速度恒定，動(dòng)量恒定，總動(dòng)量肯定守恒，D錯(cuò)誤．答案C2．如圖所示，質(zhì)量為M的小船在靜止水面上以速率v0向右勻速行駛，一質(zhì)量為m的救生員站在船尾，相對(duì)小船靜止．若救生員以相對(duì)水面速率v水平向左躍入水中，則救生員躍出后小船的速率為()A．v0＋eq\f(m,M)vB．v0－eq\f(m,M)vC．v0＋eq\f(m,M)(v0＋v)D．v0＋eq\f(m,M)(v0－v)解析依據(jù)動(dòng)量守恒定律，選向右方向?yàn)檎较?，則有(M＋m)v0＝Mv′－mv，解得v′＝v0＋eq\f(m,M)(v0＋v)，故選項(xiàng)C正確．答案C3．甲球與乙球相碰，甲球的速度削減了5m/s，乙球的速度增加了3m/s，則甲、乙兩球質(zhì)量之比m甲:m乙是()A．2:1 B．3:5C．5:3 D．1:2解析A、B組成系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，則甲球動(dòng)量削減量Δp甲等于乙球的動(dòng)量的增加量Δp乙，即Δp甲＝Δp乙，m甲Δv甲＝m乙Δv乙，m甲m乙＝Δv乙Δv甲＝35，故選項(xiàng)B正確．答案B4．質(zhì)量為M的小車在光滑水平地面上以速度v0勻速向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)車中的砂子從底部的漏斗中不斷流下時(shí)，車子的速度將()A．減小 B．不變C．增大 D．無(wú)法確定解析車和車中砂子組成系統(tǒng)動(dòng)量守恒，砂子從車底部漏出時(shí)仍為v0，故車的速度將保持不變．答案B5．如圖所示，一輛小車靜止在光滑水平面上，A、B兩人分別站在車的兩端．當(dāng)兩人同時(shí)相向運(yùn)動(dòng)時(shí)()A．若小車不動(dòng)，兩人速率肯定相等B．若小車向左運(yùn)動(dòng)，A的動(dòng)量肯定比B的小C．若小車向左運(yùn)動(dòng)，A的動(dòng)量肯定比B的大D．若小車向右運(yùn)動(dòng)，A的動(dòng)量肯定比B的大解析車及人A、B組成的系統(tǒng)滿足動(dòng)量守恒，且總動(dòng)量為零，當(dāng)車不動(dòng)時(shí)，A、B兩人的動(dòng)量肯定等大，反向，由于A、B質(zhì)量未知，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；若小車向左運(yùn)動(dòng)，則A、B兩人的總動(dòng)量肯定向右，即A的動(dòng)量大于B的動(dòng)量，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤，C選項(xiàng)正確；同理，D選項(xiàng)錯(cuò)誤．答案C6．(多選題)若用p1、p2表示兩個(gè)在同始終線上運(yùn)動(dòng)并且相互作用的物體的初動(dòng)量，p1′、p2′表示它們的末動(dòng)量，Δp1、Δp2表示它們相互作用過(guò)程中各自的動(dòng)量變化，則下列式子能表示動(dòng)量守恒的是()A．Δp1＝Δp2B．p1＋p2＝p1′＋p2′C．Δp1＋Δp2＝0D．Δp1＋Δp2＝常數(shù)(不為零)解析動(dòng)量守恒的含義是兩個(gè)物體相互作用前的總動(dòng)量等于其相互作用后的總動(dòng)量，因此B選項(xiàng)正確，p1＋p2＝p1′＋p2′變形后即為p1′－p1＋p2′－p2＝0，即為Δp1＋Δp2＝0，故C選項(xiàng)正確．答案BC7．假設(shè)一個(gè)人靜止于完全光滑的水平冰面上，現(xiàn)欲沿冰面滑向岸邊，下列方法中可行的是()A．向后踢腿 B．手臂向后甩C．在冰面上滾動(dòng) D．脫下外衣水平拋出解析人處于冰面上，冰面光滑，所以人組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，人可以通過(guò)拋出物體獲得速度，故D選項(xiàng)正確．答案D8．如圖所示，設(shè)車廂長(zhǎng)為L(zhǎng)，質(zhì)量為M，靜止在光滑水平面上，車廂內(nèi)有一質(zhì)量為m的物體以初速度v0向右運(yùn)動(dòng)，與車廂壁來(lái)回碰撞n次后，靜止在車廂中，則最終車廂速度是()A．v0，水平向右B．0C.eq\f(mv0,M＋m)，水平向右D.eq\f(mv0,M－m)，水平向左解析物體和車廂組成系統(tǒng)動(dòng)量守恒，最終物體和車廂相對(duì)靜止，由動(dòng)量守恒定律mv0＝(M＋m)v，解得v＝eq\f(mv0,M＋m)，方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同，故C選項(xiàng)正確．答案C9．一輛小車靜止在光滑的水平面上，小車立柱上固定一條長(zhǎng)為L(zhǎng)、系有小球的水平細(xì)繩，小球由靜止釋放，如圖所示，不計(jì)一切摩擦，下列說(shuō)法正確的是()A．小球的機(jī)械能守恒，動(dòng)量不守恒B．小球的機(jī)械能不守恒，動(dòng)量也不守恒C．球、車系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，動(dòng)量守恒D．球、車系統(tǒng)的機(jī)械能、動(dòng)量都不守恒解析以小球和小車作為一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)水平方向上不受外力，因此水平方向動(dòng)量守恒，C選項(xiàng)并沒有說(shuō)明哪個(gè)方向，因此錯(cuò)誤；小球由靜止釋放，小球受到繩子拉力作用，動(dòng)量不守恒，機(jī)械能也不守恒，B選項(xiàng)正確．答案B10．(多選題)平板車B靜止在光滑水平面上，在其左端另有物體A以水平初速度v0向車的右端滑行，如圖所示．由于A、B間存在摩擦，因而A在B上滑行后，A開頭做減速運(yùn)動(dòng)，B做加速運(yùn)動(dòng)(設(shè)B車足夠長(zhǎng))，則B車速度達(dá)到最大時(shí)，應(yīng)消滅在()A．A的速度最小時(shí)B．A、B速度相等時(shí)C．A在B上相對(duì)滑動(dòng)停止時(shí)D．A的速度為零時(shí)解析由于A、B之間存在摩擦力，A做減速運(yùn)動(dòng)，B做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)兩物體速度相等時(shí)，相對(duì)靜止，摩擦力消逝，變速運(yùn)動(dòng)結(jié)束，此時(shí)A的速度最小，B的速度最大，故A、B、C選項(xiàng)正確．答案ABC11．沿水平方向飛行的手榴彈，它的速度是20m/s，此時(shí)在空中爆炸，分裂成1kg和0.5kg的兩塊，其中0.5kg的那塊以40m/s的速率沿與原來(lái)速度相反的方向運(yùn)動(dòng)，此時(shí)另一塊的速率為()A．10m/s B．30m/sC．50m/s D．70m/s解析手榴彈爆炸，外力遠(yuǎn)小于內(nèi)力，可近似地看做動(dòng)量守恒，依據(jù)(m1＋m2)v＝m1v1′＋m2v2′，可得v2′＝eq\f(m1＋m2v－m1v1′,m2)＝50m/s.答案C12．一輛平板車沿光滑水平面運(yùn)動(dòng)，車的質(zhì)量m＝20kg，運(yùn)動(dòng)速度v0＝4m/s，求下列狀況下車的速度將分別是多少．(1)一個(gè)質(zhì)量m′＝2kg的沙包從5m高處落入車內(nèi)．(2)將質(zhì)量m′＝2kg的沙包以5m/s的速度迎面扔入車內(nèi)．解析(1)豎直下落的沙包在水平方向上速度為零，動(dòng)量為零，在水平方向滿足動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律，得mv0＝(m＋m′)v′，解得v′＝3.64m/s.(2)取v0方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律得mv0－m′v＝(m＋m′)v″解得v″＝3.18m/s.答案(1)3.64m/s(2)3.18m/s13．如圖所示，甲車的質(zhì)量是2kg，靜止在光滑水平面上，上表面光滑，右端放一個(gè)質(zhì)量為1kg的小物體．乙車質(zhì)量為4kg，以5m/s的速度向左運(yùn)動(dòng)，與甲車碰撞的極短時(shí)間內(nèi)甲車獲得8m/s的速度，物體滑到乙車上．若乙車足夠長(zhǎng)，上表面與物體的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，則物體在乙車上表面滑行多長(zhǎng)時(shí)間相對(duì)乙車靜止？(g取10m/s2)解析乙與甲碰撞動(dòng)量守恒m乙v乙＝m乙v乙′＋m甲v甲′小物體m在乙上滑動(dòng)至有共同速度v，對(duì)小物體與乙車運(yùn)用動(dòng)量守恒定律得m乙v乙′＝(m＋m乙)v對(duì)小物體應(yīng)用牛頓其次定律得a＝μg所以物體在乙上表面滑行時(shí)間為t＝eq\f(v,μg)代入數(shù)據(jù)得t＝0.4s.答案0.4s14．如圖所示，長(zhǎng)L為0.8m的細(xì)繩，一端固定于O點(diǎn)，另一端系一個(gè)質(zhì)量為0.2kg的小球，將球提起使細(xì)繩處于水平位置時(shí)無(wú)初速度釋放，當(dāng)球擺至最低點(diǎn)時(shí)，恰與放在光滑水平桌面邊緣的質(zhì)量為1kg的鐵塊正碰，碰后小球以2.0m/s的速度彈回，若光滑桌面距地面高度h＝1.25m，鐵塊落地點(diǎn)距桌邊的水平距