1.3动量守恒定律案例分析基础巩固（Word版含答案）

1.3动量守恒定律案例分析基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第一册
一、选择题（共15题）
1．某同学质量为60kg，在军事训练中，要求他从岸上以大小为2m/s的速度跳到一条向他缓缓飘来的小船上，然后去执行任务，小船的质量是120kg，原来的速度大小是0.5m/s，该同学上船后又跑了几步，最终停在船上，则
A．人和小船最终静止的水面上 B．船最终的速度是0.5m/s
C．船的动量变化量大小为20kg m/s D．该过程同学的动量变化量大小为100kg m/s
2．如图所示，大气球质量为100kg，载有质量为50kg的人（可以把人看做质点），静止在空气中距地面20m高的地方，气球下方悬一根质量可忽略不计的绳子，此人想从气球上沿绳慢慢下滑至地面，为了安全到达地面，则这绳长至少应为
A．20m
B．30m
C．40m
D．50m
3．质量为M的木块在光滑的水平面上以速度v1向右运动,质量为m的子弹以速度v2向左射入木块并停留在木块中,要使木块停下来,发射子弹的数目是 ( )
A． B． C． D．
4．质量为mA=1kg的物块A以大小为v0=6m/s的速度在光滑水平面上匀速运动，质量为mB=2kg的物块B静止在A的正前方，当物块A运动到物块B位置时二者发生碰撞，则碰撞后A、B物块的速度vA和vB可能是（　　）
A．vA=3m/s vB=1.5m/s
B．vA=0 vB=3m/s
C．vA=-4m/s vB=5m/s
D．vA=2m/s，vB=4m/s
5．一个静止的质量为M的原子核，放射出一个质量为m的粒子，粒子离开原子核时的速度为，则原子核剩余部分的速率等于（　　）
A． B． C． D．
6．如图所示，甲、乙两物体在光滑水平面上沿同一直线相向运动，甲、乙物体的速度大小分别为1m/s和3m/s；碰撞后甲、乙两物体都反向运动，速度大小均为2m/s。则甲、乙两物体质量之比为（　　）
A．2：3
B．2：5
C．3：5
D．5：3
7．质量分别为和的两人，静止站在光滑水平面上的冰车上的两端，当此两人做相向运动时，设以A的运动方向为正方向，和分别表示A、B的速度。则关于冰车的运动，下列说法正确的是（ ）
A．若以，则车的运动方向跟A的方向相同
B．若，则车的运动方向跟B的方向相同
C．若，则车保持静止
D．若则车运动方向跟B的方向相同
8．如图所示，甲木块的质量为m1，以速度v沿光滑水平地面向前运动，正前方有一静止的、质量为m2的乙木块，乙上连有一轻质弹簧，甲木块与弹簧接触后（　　）
A．甲木块马上向左反弹
B．乙木块的动量守恒
C．甲、乙两木块所组成的系统的动量守恒
D．甲、乙两木块所组成系统的动能守恒
9．质量为m的木块和质量为M（M＞m）的铁块用细线连接刚好能在水中某个位置悬浮不动，此时木块至水面距离为h，铁块至水底的距离为H（两物体均可视为质点）.突然细线断裂，忽略两物体运动中受到的水的阻力，只考虑重力及浮力，若铁块和木块同时分别到达水面水底，以铁块和木块为系统，以下说法正确的是（ ）
A．该过程中系统动量不守恒
B．该过程中铁块和木块均做匀速直线运动
C．同时到达水面、水底时，两物体速度大小相等
D．系统满足MH=mh
10．一个质量为的小型炸弹自水平地面朝右上方射出，在最高点以水平向右的速度飞行时，突然爆炸为质量相等的甲、乙、丙三块弹片，如图所示。爆炸之后乙自静止自由下落，丙沿原路径回到原射出点。若忽略空气阻力，则下列说法正确的是（　　）
A．爆炸后乙落地的时间最长
B．爆炸后甲落地的时间最长
C．甲、丙落地点到乙落地点的距离比为
D．爆炸过程释放的化学能为
11．如图所示，在光滑的水平面上有一辆长为L，质量为m的平板车左端紧靠着墙壁，右端站着一质量为M的同学（可视为质点），某时刻当该同学向左跳出，恰好落在平板车的左端。此时平板车离开墙壁的距离（ ）
A．L B． C． D．
12．如图所示,在光滑的水平面上有2018个完全相同的小球排成一条直线，均处于静止状态。现给第一个小球初动能Ek，使它正对其他小球运动。若小球间的所有碰撞都是完全非弹性的，则整个碰撞过程中因为碰撞损失的机械能总量为(　　)
A．Ek B．Ek C．Ek D．
13．小车静止在光滑水平面上，站在车上的人练习打靶，靶装在车上的另一端，如图所示。已知车、人、枪和靶的总质量为M（不含子弹），每颗子弹质量为m，共n发，打靶时，枪口到靶的距离为d。若每发子弹打入靶中，就留在靶里，且待前一发打入靶中后，再打下一发。则以下说法正确的是（　　）
A．待打完n发子弹后，小车应停在最初的位置
B．待打完n发子弹后，小车应停在射击之前位置的左方
C．在每一发子弹的射击过程中，小车所发生的位移相同，大小均为
D．在每一发子弹的射击过程中，小车所发生的位移不相同
14．有一条捕鱼小船停靠在湖边码头，小船又窄又长，一位同学想用一个卷尺测量它的质量。他进行了如下操作：首先将船平行码头自由停泊，然后他轻轻从船尾上船，走到船头后停下，而后轻轻下船，用卷尺测出船后退的距离d和船长L。已知他自身的质量为m，则船的质量为（　　）
A． B． C． D．
15．如图所示，光滑的水平地面上有一辆平板车，车上有一个人．原来车和人都静止．当人从左向右行走的过程中（　　）
A．人和车组成的系统水平方向动量不守恒
B．人和车组成的系统机械能守恒
C．人和车的速度方向相同
D．人停止行走时，人和车的速度一定均为零
二、填空题（共4题）
16．甲、乙两球的动量大小分别为20kg m/s和40kg m/s，两球的动能为15J和45J，甲、乙两球的质量之比为________．两球相向运动发生碰撞（不计外力作用），碰撞后________球速度变化大．
17．如图所示，一枚导弹模型在5m高处以10m/s的速度水平向右飞行时，炸裂成质量比为3：2的两块，质量大的那块以30m/s的速度向左飞行，取g=10m/s2，不计炸药的质量，在质量小的那块的速度大小为_____m/s；两块在水平地面上的落地点相距_____m．
18． A、B两物体在一水平长直气垫导轨上相碰，碰撞前物体A做匀速直线运动，B静止不动，频闪照相机每隔0.1 s闪光一次，连续拍照5次，拍得如图所示的照片，不计两物体的大小及两物体碰撞过程所用的时间，则由此照片可判断第四次拍照时物体A在x=____________cm处，mA∶mB=________
19．如图所示，光滑的轨道固定在竖直平面内，其O点左边为光滑的水平轨道，O点右边为四分之一圆弧轨道，高度h＝0.8m，左右两段轨道在O点平滑连接。质量m＝0.1kg的小滑块a由静止开始从圆弧轨道的顶端沿轨道下滑，到达水平段后与处于静止的小滑块b发生碰撞，小滑块b的质量M＝0.4kg，碰撞后小滑块a恰好停止运动。取重力加速度g＝10m/s2，求
（1）小滑块a通过O点时对轨道的压力的大小和方向；
（2）碰撞瞬间小滑块b所受冲量的大小；
（3）碰撞过程中小滑块a、b组成的系统损失的机械能。
三、综合题（共4题）
20．在水平铁轨上放置一门质量为M的炮车（不含炮弹），发射的炮弹质量为m，设铁轨和炮车间摩擦不计，则：
（1）水平发射炮弹时，炮弹速度为，炮车的反冲速度为多大？
（2）炮身与水平方向成角，炮弹速度大小为，炮车的反冲速度是多大？
（3）炮身与水平方向成角，炮弹射出炮口时，相对于炮口速度为，炮车的反冲速度为多大？
21．如图所示，一个空中运动接力轨道竖直放置。倾斜光滑直轨道AB与光滑圆弧轨道BPC在B点相切，AC竖直，C是圆的最高点，另一光滑圆弧轨道DQF的圆心为O，F是圆的最低点，A、F两点在同一水平高度，AF=2l，并与顺时针转动的水平传送带平滑连接。已知AB长为l，与水平方向的夹角θ=37°。量为m的物块a，以初始速度v0从A点开始沿轨道AB运动，已知。物块a运动到C点后水平抛出，恰好无碰撞进入圆弧轨道DQF内侧继续运动，到F点与另一静止的物块b发生弹性碰撞，物块b质量为2m，碰撞后，物块b通过传送带到达A点。两物块均可看做质点，两物块与传送带之间的动摩擦因数=，不计空气阻力和所有轨道的摩擦，已知重力加速度为g，sin=0.6，cos=0.8
（1）求物块a在C点时对轨道的压力；
（2）求物块a、b碰撞后瞬间，物块b的速度；
（3）若物块b通过传送带后到达A点的速度也是。求传送带的长度取值范围。
22．如图所示，光滑的水平面上有一木板，在其左端放有一重物，右方有一竖直的墙，重物的质量为木板质量的2倍，重物与木板间的动摩擦因数为μ=0.2。使木板与重物以共同的速度v0=6m/s向右运动，某时刻木板与墙发生弹性碰撞，碰撞时间极短。已知木板足够长，重物始终在木板上，重力加速度为g=10m/s2。求木板从第一次与墙碰撞到第二次与墙碰撞所经历的时间。
23．如图所示，有两个物体A、紧靠着放在光滑的水平面上，A的质量为，的质量为，有一颗质量为的子弹以的水平速度射入A，经过0.01s后又射入物体，最后停在中．若子弹对A的平均作用力大小为3×103N，求
（1）A、分离时A的速度；
（2）的最终速度大小
参考答案
1．D
2．B
3．D
4．B
5．B
6．D
7．D
8．C
9．D
10．D
11．D
12．B
13．C
14．B
15．D
16．3:4 甲
17．70； 100；
18．100cm 1：3
19．（1）3N，方向竖直向下；（2）0.4 N·s；（3）0.6J
20．（1）（2）（3）
21．（1）；（2）；（3）
22．4s
23．（1）6m/s ；（2） 21.94m/s