高中物理 第16章 动量守恒定律 第3节 动量守恒定律课堂练习(含解析)新人教版选修3-5 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/12/29 0:58:45星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

动量守恒定律

1.(2019·北京市昌平区高二下学期期末)如图所示,在光滑的水平面上有一辆平板车,一个人站在车上用锤子连续敲打小车。初始时,人、车、锤都静止。下列说法正确的是( D )

A.连续敲打可使小车持续向右运动 B.人、车和锤组成的系统机械能守恒 C.人、车和锤组成的系统动量守恒

D.人、车和锤组成的系统水平方向动量时刻为零

解析:把人、锤子和平板车看成一个系统,系统水平方向不受外力,水平方向动量守恒,锤子向左运动,平板车向右运动,锤子向右运动,平板车向左运动,所以车左右往复运动,不会持续地向右运动,A错误。由于人消耗体能,体内储存的化学能转化为系统的机械能,因此系统机械能不守恒,B错误。在锤子的连续敲打下,系统竖直方向的合力不等于零,该方向系统的动量不守恒,所以系统的动量不守恒;但系统水平方向不受外力,水平方向动量守恒,初态水平动量为零,所以水平方向动量时刻为零,C错误,D正确。

2.(2019·内蒙古集宁一中高二下学期期中)如图所示,小车的上面是中突的两个对称的光滑曲面组成,整个小车的质量为m,原来静止在光滑的水平面上。今有一个可以看作质点的小球,质量也为m,以水平速度v从左端滑上小车,恰好到达小车的最高点后,又从另一个曲面滑下。关于这个过程,下列说法正确的是( BC )

A.小球滑离小车时,小车又回到了原来的位置 B.小球在滑上曲面的过程中,小车的动量变化大小是

mv2

C.小球和小车作用前后,小球所受合外力的冲量为零

v2

D.车上曲面的竖直高度一定大于

4g解析:小球滑上曲面的过程,小车向右运动,小球下滑时,小车还会继续前进,故不会回到原位置,故A错误。由小球恰好到最高点,则两者有共同速度,对于车、球组成的系统,

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由动量守恒定律:mv=2mv′,得共同速度v′=。小车动量的变化为,选项B正确;由于

22满足动量守恒定律,两曲面光滑,系统机械能守恒,所以小球和小车作用之后,小球的速度12

又变为v0,则小球所受合外力的冲量为零,选项C正确;由于小球原来的动能为mv,小球到

21v21212v最高点时系统的动能为×2m×()=mv,所以由能量关系:mv=mgh,得h=,即车上

22444g2

vmvv2

曲面的竖直高度等于,故D错误。

4g3.(2019·山东省临朐实验中学高二下学期检测)如图所示,人站在滑板A上,以v0=3 m/s的速度沿光滑水平面向右运动。当靠近前方的横杆时,人相对滑板竖直向上起跳越过横杆,A从横杆下方通过,与静止的滑板B发生碰撞并粘在一起,之后人落到B上,与滑板一起运动。已知人、滑板A和滑板B的质量分别为m人=70 kg、mA=10 kg和mB=20 kg,求:

(1)A、B碰撞过程中,A对B的冲量的大小和方向; (2)人最终与滑板的共同速度的大小。 答案:(1)20 N·s,水平向右 (2)2.4 m/s

解析:(1)A、B碰撞过程中,由动量守恒有mAv0=(mA+mB)v1,代入数据解得v1=1 m/s 由动量定理得,A对B的冲量I=mBv1=20 N·s,方向水平向右。 (2)对人、A、B组成的系统进行全过程分析,由动量守恒有 (m人+mA)v0=(m人+mA+mB)v 代入数据解得v=2.4 m/s

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