2019-2020年高中物理 第16章 第3節(jié) 動量守恒定律練習 新人教版選修3-5.doc
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2019-2020年高中物理 第16章 第3節(jié) 動量守恒定律練習 新人教版選修3-5 1．系統(tǒng)：碰撞問題的研究對象不是一個物體，而是兩個或兩個以上的物體．我們說這兩個物體組成了一個力學系統(tǒng)． 2．內力：系統(tǒng)內物體之間的相互作用力． 3．外力：除系統(tǒng)內物體之間的相互作用力之外的其他力叫作外力． 4．動量守恒定律． (1)內容：如果一個系統(tǒng)不受外力，或者所受外力的矢量和為零，這個系統(tǒng)的總動量保持不變． (2)表達式：p1＝p2． 對兩個物體組成的系統(tǒng)，可寫為： m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′． (3)適用條件(具備下列條件之一)： ①系統(tǒng)不受外力； ②系統(tǒng)所受合外力為零； ③系統(tǒng)在某一方向不受外力或所受合外力為零； ④系統(tǒng)內力遠大于外力或者在某一方向上內力遠大于外力． (4)適用范圍： 動量守恒定律是自然界普遍適用的基本規(guī)律之一，它既適用于宏觀、低速物體，也適用于微觀、高速物體． 5．動量守恒定律的普適性． (1)動量守恒定律只涉及過程的始末兩個狀態(tài)，與物體相互作用過程的細節(jié)無關，可簡化問題． (2)近代物理中的高速、微觀領域，牛頓運動定律不適用，動量守恒定律仍適用． (3)電磁波也具有動量，它與粒子的相互作用遵守動量守恒定律． 1．關于系統(tǒng)動量守恒的條件，下列說法中正確的是(C) A．只要系統(tǒng)內存在摩擦力，系統(tǒng)的動量就不可能守恒 B．只要系統(tǒng)中有一個物體具有加速度，系統(tǒng)的動量就不守恒 C．只要系統(tǒng)所受的合外力為零，系統(tǒng)的動量就守恒 D．系統(tǒng)中所有物體的加速度都為零時，系統(tǒng)的總動量不一定守恒 解析：根據(jù)動量守恒的條件即系統(tǒng)所受外力的矢量和為零可知，選項C正確；系統(tǒng)內存在摩擦力，與系統(tǒng)所受外力無關，選項A錯誤；系統(tǒng)內各物體之間有著相互作用，對單個物體來說，合外力不一定為零，加速度不一定為零，但整個系統(tǒng)所受的合外力仍可為零，動量守恒，選項B錯誤；系統(tǒng)內所有物體的加速度都為零時，各物體的速度恒定，動量恒定，總動量一定守恒，選項D錯誤． 2．如圖所示的裝置中，木塊B與水平桌面間的接觸是光滑的．子彈A沿水平方向射入木塊后留在木塊內，將彈簧壓縮到最短，現(xiàn)將子彈、木塊和彈簧合在一起作為研究對象(系統(tǒng))，則此系統(tǒng)在子彈開始射入木塊到彈簧壓縮至最短的過程中(B) A．動量守恒，機械能守恒 B．動量不守恒，機械能不守恒 C．動量守恒，機械能不守恒 D．動量不守恒，機械能守恒 解析：把系統(tǒng)從子彈射入木塊到彈簧壓縮至最短的過程分段考慮．第一段：子彈射入木塊瞬間，彈簧仍保持原長，子彈與木塊間的摩擦力為內力，合外力為零，所以此瞬間系統(tǒng)動量守恒，機械能不守恒．第二段：子彈射入木塊后，與木塊一起壓縮彈簧，系統(tǒng)受墻面彈力(外力)不為零，所以此過程系統(tǒng)動量不守恒．綜合在一起，整個過程中動量、機械能均不守恒，應選B. 3．(多選)兩位同學穿旱冰鞋，面對面站立不動，互推后向相反的方向運動，不計摩擦阻力，下列判斷正確的是(BC) A．互推后兩同學總動量增加 B．互推后兩同學動量大小相等，方向相反 C．分離時質量大的同學的速度小一些 D．互推過程中機械能守恒 解析：對兩同學所組成的系統(tǒng)，互推過程中，合外力為零，總動量守恒，故A錯；兩同學動量的變化量大小相等，方向相反，故B、C正確；互推過程中機械能增大，故D錯誤． 4．將靜置在地面上，質量為M(含燃料)的火箭模型點火升空，在極短時間內以相對地面的速度v0豎直向下噴出質量為m的熾熱氣體．忽略噴氣過程重力和空氣阻力的影響，則噴氣結束時火箭模型獲得的速度大小是(D) A.v0 B.v0 C.v0 D.v0 解析：取向上為正方向，由動量守恒定律得： 0＝(M－m)v－mv0. 則火箭速度：v＝.故選D. 5．如圖，質量為M的小船在靜止水面上以速率v0向右勻速行駛，一質量為m的救生員站在船尾，相對小船靜止．若救生員以相對水面速率v水平向左躍入水中，則救生員躍出后小船的速率為(C) A．v0＋v B．v0－v C．v0＋(v0＋v) D．v0＋(v0－v) 解析：人在躍出的過程中，船、人組成的系統(tǒng)水平方向上動量守恒，規(guī)定向右為正方向． 則：(M＋m)v0＝Mv′－mv， 解得：v′＝v0＋(v0＋v)． 故選C. 6．(多選)如圖所示，在橄欖球比賽中，一個85 kg的前鋒隊員以5 m/s的速度跑動，想穿越防守隊員到底線觸地得分．就在他剛要到底線時，迎面撞上了對方兩名均為65 kg的隊員，一個速度為2 m/s，另一個速度為4 m/s，然后他們就扭在了一起，則(BC) A．他們碰撞后的共同速率是0.2 m/s B．碰撞后他們動量的方向仍向前 C．這名前鋒能得分 D．這名前鋒不能得分 解析：前鋒隊員的質量為M，速度為v1，兩名65 kg的隊員質量均為m，速度分別為v2、v3.取前鋒隊員跑動的速度方向為正方向，根據(jù)動量守恒定律可得：Mv1－mv2－mv3＝(M＋m＋m)v，代入數(shù)據(jù)得：v≈0.16 m/s.所以碰撞后的速度仍向前，故這名前鋒能得分，B、C兩項正確． 7．質量為M的沙車沿光滑水平面以速度v0做勻速直線運動，此時從沙車上方落入一只質量為m的鐵球，如圖所示，則小鐵球落入沙車后(C) A．沙車立即停止運動 B．沙車仍做勻速運動，速度仍為v0 C．沙車仍做勻速運動，速度小于v0 D．沙車做變速運動，速度不能確定 解析：由水平方向上動量守恒Mv0＝(M＋m)v可知C項正確． 8．如圖所示，設車廂長為L，質量為M，靜止在光滑的水平面上，車廂內有一質量為m的物體以初速度v0向右運動，與車廂來回碰撞n次后，最終相對車廂靜止，這時車廂的速度 (C) A．v0，水平向右 B．0 C.，水平向右 D.，水平向左 解析：物體和車廂所受的合外力為0，在物體與車廂的n次碰撞的整個過程中系統(tǒng)的動量守恒，忽略中間細節(jié)，只考慮初、末狀態(tài)，由系統(tǒng)動量守恒得：mv0＝(M＋m)v，車廂最終速度v＝，方向與v0相同，即水平向右． 9．兩輛質量相同的小車，置于光滑的水平面上，有一人靜止在小車A上，兩車A、B靜止，如圖所示．當這個人從A車跳到B車上，接著又從B車跳回A車并與A車保持相對靜止時，則A車的速率(B) A．等于零 B．小于B車的速率 C．大于B車的速率 D．等于B車的速率 解析：選A車、B車和人作為系統(tǒng)，兩車均置于光滑的水平面上，在水平方向上無論人如何跳來跳去，系統(tǒng)均不受外力作用，故滿足動量守恒定律．設人的質量為m，A車和B車的質量均為M，最終兩車速度分別為vA和vB.由動量守恒定律得0＝(M＋m)vA－MvB，則＝，即vA
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