2017-2018学年高中物理粤教版选修3-5习题：第一章+第二节动量动量守恒定律+Word版含答案

第一章 碰撞与动量守恒
第二节 动量动量守恒定律
A级　抓基础
1．篮球运动员通常要伸出两臂迎接传来的篮球，接球时，两臂随球迅速收缩至胸前．这样做可以(　　)
A．减小球对手的冲量　　B．减小球对人的冲击力
C．减小球的动量变化量 D．减小球的动能变化量
解析：根据动量定理得Ft＝Δp.接球时，两臂随球迅速收缩至胸前，因动量的改变量不变，球对手的冲量不变，时间延长了，所以球对人的冲击力减小了，故选项B正确，A、C、D错误．21世纪教育网版权所有
答案：B
2．运动员向静止的球踢了一脚(如图所示)，踢球时的力F＝100 N，球在地面上滚动了t＝10 s停下来，则运动员对球的冲量为(　　)2·1·c·n·j·y
A．1 000 N·s B．500 N·s
C．0 N·s D．无法确定
解析：滚动了t＝10 s是地面摩擦力对足球的作用时间，不是踢球的力的作用时间，由于不能确定人作用在球上的时间，所以无法确定运动员对球的冲量．【来源：21·世纪·教育·网】
答案：D
3.如图所示，小车与木箱紧挨着静止放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱．关于上述过程，下列说法中正确的是(　　)21*cnjy*com
A．男孩和木箱组成的系统动量守恒
B．小车与木箱组成的系统动量守恒
C．男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒
D．木箱的动量增量与小车(包含男孩)的动量增量相同
解析：在男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱的过程中，男孩和木箱组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，故A错误；小车与木箱组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，故B错误；男孩、小车与木箱三者组成的系统所受合力为零，系统动量守恒，故C正确；木箱、男孩、小车组成的系统动量守恒，木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小相同，方向相反，木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量不相同，故D错误．
答案：C
4．甲、乙两物体的质量之比为m甲∶m乙＝1∶4，若它们在运动过程中的动能相等，则它们动量大小之比p甲∶p乙是(　　)【来源：21cnj*y.co*m】
A．1∶1 B．1∶2
C．1∶4 D．2∶1
解析：根据运动过程中的动能相等，得m甲v＝m乙v，
甲的动量p甲＝m甲v甲＝，
乙的动量p乙＝m乙v乙＝，
所以＝＝.
答案：B
B级　提能力
5．质量为M的沙车，沿光滑水平面以速度v0做匀速直线运动，此时从沙车上方落入一个质量为m的大铁球，如图所示，则铁球落入沙车后，沙车将(　　)21·cn·jy·com
A．立即停止运动
B．仍匀速运动，速度仍为v0
C．仍匀速运动，速度小于v0
D．做变速运动，速度不能确定
解析：沙车及铁球组成的系统，水平方向不受外力，水平方向动量守恒，所以有Mv0＝(M＋m)v，v＝v0答案：C
6．如图所示，位于光滑水平桌面上的滑块P和Q都可视为质点，质量相等．Q与轻质弹簧相连．设Q静止，P以某一初速度向Q运动并与弹簧发生碰撞．在整个碰撞过程中，弹簧具有的最大弹性势能等于(　　)2-1-c-n-j-y
A．P的初动能 B．P的初动能的
C．P的初动能的 D．P的初动能的
解析：当两者的速度相等时，弹簧的弹性势能最大，以P、Q组成的系统为研究对象，系统的动量守恒，机械能守恒，以P的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv0＝(m＋m)v, 由机械能守恒定律得：mv＝×2mv2＋Ep, 解得：Ep＝mv，即弹簧具有的最大弹性势能等于P的初动能的，故B正确．21·世纪*教育网
答案：B
7.(多选)如图所示，小车A 静止于光滑水平面上，A上有一圆弧PQ，圆弧位于同一竖直平面内，小球B由静止起沿圆弧下滑，这一过程中(　　)21教育网
A．若圆弧光滑，则系统的动量守恒，机械能守恒
B．若圆弧光滑，则系统的动量不守恒，机械能守恒
C．若圆弧不光滑，则系统水平方向的动量守恒，但机械能不守恒
D．若圆弧不光滑，则系统水平方向的动量不守恒，机械能不守恒
解析：不论圆弧是否光滑，小车与小球组成的系统在小球下滑过程中系统所受合外力都不为零，则系统动量都不守恒．但系统水平方向不受外力，所以系统水平方向的动量守恒．若圆弧光滑，只有重力做功，系统的机械能守恒．若圆弧不光滑，系统要克服摩擦力做功，机械能减少，故A、D错误，B、C正确．【出处：21教育名师】
答案：BC
8．在水平力F＝30 N的作用力下，质量m＝5 kg的物体由静止开始沿水平面运动．已知物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，若F作用6 s后撤去，撤去F后物体还能向前运动多长时间才停止(g取10 m/s2)?【版权所有：21教育】
解析：方法一：用动量定理，分段处理．
选物体为研究对象，对于撤去F前物体做匀加速运动的过程，始态速度为零，终态速度为v.取水平力F的方向为正方向，根据动量定理有：21教育名师原创作品
(F－μmg)t1＝mv－0，
对于撤去F后，物体做匀减速运动的过程，始态速度为v，终态速度为零．根据动量定理有：
－μmgt2＝0－mv，
以上两式联立解得：
t2＝t1＝×6 s＝12 s.
方法二：用动量定理，研究全过程．
选物体作为研究对象，研究整个运动过程，这个过程的始、终状态的物体速度都等于零．
取水平力F的方向为正方向，根据动量定理得：
(F－μmg)t1＋(－μmg)t2＝0，
解得：t2＝t1＝×6 s＝12 s.
答案：12 s
9．如图所示，小物块A在粗糙水平面上做直线运动，经距离l时与另一小物块B发生碰撞并粘在一起以速度v飞离桌面，最终落在水平地面上．已知l＝5.0 m，s＝0.9 m，A、B质量相等且m＝0.10 kg，物块与桌面间的动摩擦因数μ＝0.45，桌面高h＝0.45 m．不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2.求：www.21-cn-jy.com
(1)A、B一起平抛的初速度v；
(2)小物块A的初速度v0.
解析：(1)两木块离开桌面后做平抛运动，设在空中飞行的时间为t
根据平抛运动规律有：
代入数据解得：v＝s＝0.9 m/s≈3.0 m/s.
(2) A在桌面上滑行过程，由动能定理得：
－μmgl＝mv′2－mv，
A、B碰撞过程，由动量守恒定律：
mv′＝2mv，
联立得：v0＝＝9 m/s.
答案：(1)3.0 m/s　(2)9 m/s
10．如图所示，长l＝0.2 m的细线上端固定在O点，下端连接一个质量为m＝0.5 kg的小球，悬点O距地面的高度H＝0.35 m．开始时将小球提到O点而静止，然后让它自由下落，当小球到达使细线被拉直的位置时，刚好把细线拉断，再经过t＝0.1 s落到地面．如果不考虑细线的形变，g取10 m/s2，试求：21cnjy.com
(1)细线拉断前后的速度大小和方向；
(2)假设细线由拉直到断裂所经历的时间为Δt＝0.1 s，试确定细线的平均张力大小．
解析：(1)细线拉断前，小球下落过程机械能守恒：
mgl＝mv，
得v1＝＝2 m/s，方向竖直向下．
设细线拉断后球速为v2，方向竖直向下，由
H－l＝v2t＋gt2，
可得：v2＝1 m/s，方向竖直向下．
(2)设细线的平均张力为F，方向竖直向上．取竖直向上为正方向，
由动量定理可得：
(F－mg)Δt＝－mv2－(－mv1)，
故F＝＋mg，解得F＝10 N.
答案：(1)2 m/s，方向竖直向下　1 m/s，方向竖直向下　(2)10 N