人接到货物后甲船的速度为v2,由动量守恒定律得
12mv0=11mv1-mvmin,10m×2v0-mvmin=11mv2 为使两船恰不相撞应满足v1=v2 联立以上三式解得vmin=4v0. 答案:4v0
8.如图所示,质量为m的玩具蛙蹲在质量为M的小车上的细杆顶端,小车与地面的接触光滑,车长为l,细杆高h,直立于小车的中点,求玩具蛙至少以多大的对地水平速度跳出才能落到地面上?
解析:将玩具蛙和小车作为系统,玩具蛙在跳离车的过程中,系统水平方向的总动量守恒,玩具蛙离开杆后,做平抛运动,小车向后做匀速直线运动,在玩具蛙下降高度h的过程中,小车通过的距离与玩具蛙在水平方向通过的距离之和等于时,玩具蛙恰能落到地面上.玩
2
具蛙跳离杆时:MvM=mvm
12
玩具蛙的运动时间为t,则:h=gt
2
根据题意:vmt+vMt=
2
llMlg.
2M+m2hMlg答案:
2M+m2h解得:vm=
9.[宁夏高考题]两个质量分别为M1和M2的劈A和B,高度相同,放在光滑水平面上.A和B的倾斜面都是光滑曲面、曲面下端与水平面相切,如图所示.一质量为m的物块位于劈A的倾斜面上,距水平面的高度为h.物块从静止开始下滑,然后又滑上劈B.求物块在B上能够达到的最大高度.
解析:设物块到达劈A的底端时,物块和A的速度大小分别为v和vA,由机械能守恒定律和动量守恒定律得
11mgh=mv2+M1v2A①
22M1vA=mv②
设物块在劈B上达到的最大高度为h′,此时物块和B的共同速度大小为v′,物块和劈B在水平方向上动量守恒,由机械能守恒定律和动量守恒定律得
11
mgh′+(M2+m)v′2=mv2③
22
mv=(M2+m)v′④
联立①②③④式得h′=答案:
M1M2h
M1+mM2+mM1M2h
M1+mM2+m
基础达标
- 5 -
1.装有炮弹的大炮总质量为M,炮弹的质量为m,炮筒水平放置,炮弹水平射出时相对炮口的速度为v0,则炮车后退的速度大小为( )
mMmv0C. D.v0 M-mA.v0 B.
mv0
M+m解析:设炮车后退速度大小为v1,则炮弹对地的水平速度大小为(v0-v1),根据动量守恒定律,0=(M-m)v1-m(v0-v1),所以v1=v0.故正确答案为A.
答案:A
2.[2019·辽宁检测]
mM
质量为m的人站在质量为M、长为L的静止小船的右端,小船的左端靠在岸边(忽略水的阻力如图所示).当他向左走到船的左端时,船左端离岸的距离是( )
A.L B.
LM+mMLmLC. D. M+mM+m解析:人和船组成的系统动量守恒,运动时间相同,mv1=Mv2,所以mv1t=Mv2t,即mx1
=Mx2,且有x1+x2=L,解得x2=
mL,选项D正确. M+m答案:D
3.一辆小车置于光滑水平桌面上,车左端固定一水平弹簧枪,右端安一网兜.若从弹簧枪中发射一粒弹丸,恰好落在网兜内,结果小车将(空气阻力不计)( )
A.向左移动一段距离停下 B.在原位置不动
C.向右移动一段距离停下 D.一直向左移动 解析:小车静止置于光滑水平面上,初动量为零,且所受合外力为零,系统的动量守恒,所以系统的总动量一直为零.弹丸向右运动时,小车向左运动,弹丸落网停止后,小车也停止运动,选项A正确.
答案:A
4.[2019·江苏期中]下列图片所描述的事例或应用中,没有利用反冲运动原理的是( )
解析:喷灌装置是利用水流喷出时的反冲作用而运动的,章鱼在水中前行和转向利用了喷出的水的反冲作用,火箭发射是利用喷气的方式而获得动力的,利用了反冲运动,故A、B、
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C不符合题意;码头边轮胎的作用是延长碰撞时间,从而减小作用力,没有利用反冲作用,故D符合题意.
答案:D 5.
如图所示,具有一定质量的小球A固定在轻杆一端,杆的另一端挂在小车支架的O点,用手将小球拉起使轻杆呈水平状态,在小车处于静止的情况下放手使小球摆下,在B处与固定在车上的油泥撞击后粘在一起,则此后小车的运动状态是(车位于光滑路面上)( )
A.向右运动 B.向左运动 C.静止不动 D.无法判断
解析:小车与小球构成的系统水平方向上总动量守恒,刚释放A球时,系统动量为零,当二者粘在一起时,其共同速度也必为零,故只有选项C正确.
答案:C 6.
如图所示,表示质量为m0的密闭汽缸置于光滑水平面上,缸内有一隔板P,隔板右边是真空,隔板左边是质量为m的高压气体,若将隔板突然抽去,则汽缸的运动情况是( )
A.保持静止不动
B.向左移动一定距离后恢复静止 C.最终向左做匀速直线运动
D.先向左移动,后向右移动回到原来位置
解析:突然撤去隔板,气体向右运动,汽缸做反冲运动,当气体充满整个汽缸时,它们之间的作用结束,依动量守恒定律可知,开始时系统的总动量为零,结束时总动量必为零,气体和汽缸都将停止运动,故选项B正确.
答案:B 7.
(多选)如图所示,小车AB放在光滑水平面上,A端固定一个轻弹簧,B端粘有油泥,AB总质量为m0,质量为m的木块C放在小车上,用细绳连接于小车的A端并使弹簧压缩,开始时小车AB和木块C都静止,当突然烧断细绳时,C被释放,使C离开弹簧向B端冲去,并跟B端油泥粘在一起,忽略一切摩擦,以下说法正确的是( )
A.弹簧伸长过程中C向右运动,同时AB也向右运动 B.C与B碰前,C与AB的速率之比为m0m C.C与油泥粘在一起后,AB立即停止运动 D.C与油泥粘在一起后,AB继续向右运动
解析:弹簧向右推C,C向右运动,同时弹簧向左推A端,小车向左运动,选项A错误;因小车与木块组成的系统动量守恒,C与B碰前,有mvC=m0vAB,得vCvAB=m0m,选项B正确;C与B碰撞过程动量守恒,有mvC-m0vAB=(m0+m)v,知v=0,故选项C正确,选项D错误.
答案:BC 8.
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(多选)在水面上停着质量为m0的小船的船头和船尾分别站着质量为m1的甲和质量为m2
的乙,如图所示,当甲、乙交换位置后,若船长为L,不计水的阻力,下列说法正确的是( )
m1-m2
A.若m1>m2,船的位移大小为L,向左
m0+m1+m2
m1-m2
B.若m1>m2,船的位移大小为L,向右
m0+m1+m2
C.若m1=m2,船的位移为零
m2-m1
D.若m2>m1,船的位移大小为L,向右
m0+m1+m2
解析:以人船模型分析,先让甲到乙的位置船向左位移大小x1=位置船再向右位移大小x2=
m1
L,乙到甲的
m0+m1+m2
m2
L;若m1>m2,则x1>x2,船向左位移大小为Δx=x1-x2=
m0+m1+m2
m1-m2
L,选项A正确,选项B错误;若m1 m0+m1+m2 m2-m1 L,选项D正确;若m1=m2,则Δx=0,选项C正确. m0+m1+m2 答案:ACD 9.[2019·湖北黄冈高三调研]“世界航天第一人”是明朝的万户,如图所示,他把47个自制的火箭绑在椅子上,自己坐在椅子上,双手举着大风筝,设想利用火箭的推力,飞上天空,然后利用风筝平稳着陆,假设万户及其所携设备(火箭、椅子、风筝等)的总质量为M,点燃火箭后在极短的时间内,质量为m的燃气相对地面以v0的速度竖直向下喷出,忽略空气阻力的影响,重力加速度为g,下列说法正确的是( ) A.火箭的推力来源于空气对它的反作用力 B.在燃气喷出后的瞬间,火箭的速度大小为 mv0 M-m2 m2v20 C.喷出燃气后,万户及其所携设备能上升的最大高度为 gM-m D.在火箭喷气过程中,万户及其所携设备的机械能守恒 解析:火箭的推力来源于燃气对它的反作用力,选项A错误;以竖直向下为正方向,根据动量守恒定律有0=mv0-(M-m)v,解得在燃气喷出后的瞬间,火箭的速度大小为v= mv0 ,M-m1 选项B正确;喷出燃气后,万户及其所携设备做竖直上抛运动,动能转化为重力势能,有(M2 m2v20 -m)v=(M-m)gh,解得万户及其所携设备能上升的最大高度为h= 2gM-m2 2 ,选项C错误; 在火箭喷气过程中,万户及其所携设备的机械能增加,燃料燃烧,将一部分化学能转化为万 户及其所携设备的机械能,选项D错误. 答案:B 能力达标 10. - 8 -
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