[基础达标练]
1.一个质量为2 kg的装沙小车,沿光滑水平轨道运动,速度为3 m/s,一个质量为1 kg的球从0.2 m高处自由落下,恰落入小车的沙中,这以后小车的速度为( )
A.3 m/s C.2.7 m/s 答案 B
解析 车、沙、球组成的系统在水平方向上动量守恒,有:Mv2×3Mv
=(M+m)v′,解得v′== m/s=2 m/s,故选项B正确。
M+m2+1
2.车厢原来静止在光滑的水平轨道上,车厢内的人举枪对前壁发射一颗子弹,子弹陷入车厢的前壁内。设子弹的质量为m,射出时的速度为v0,车厢和人、枪的总质量为M,则作用完毕后车厢的速度为( )
mv
A.M,向前 mv
C.mM,向前 答案 D
解析 以车厢、人、枪和子弹为系统,整个系统在水平方向上不受外力作用,其动量守恒。已知作用前总动量为零,所以作用后的总动量也为零。不必考虑中间过程,最后系统还是静止的,选项D正确。
3. 如图所示,放在光滑水平面上的两物体,它们之间有一个被压缩的轻质弹簧,用细线把它们拴住。已知两物体质量之比为m1∶m2=2∶1,把细线烧断后,两物体被弹开,速度大小分别为v1和v2,动能大小分别为Ek1和Ek2,则下列判断正确的是( )
mv
B.M,向后 D.0 B.2 m/s D.0
A.弹开时,v1∶v2=1∶1 B.弹开时,v1∶v2=2∶1 C.弹开时,Ek1∶Ek2=2∶1 D.弹开时,Ek1∶Ek2=1∶2 答案 D
解析 根据动量守恒定律知p1=p2,即m1v1=m2v2,所以v1∶p2
v2=m2∶m1=1∶2,选项A、B错误;由Ek= 得Ek1∶Ek2=m2∶
2mm1=1∶2,选项C错误,选项D正确。
4.一弹簧枪可射出速度为10 m/s的铅弹,现对准以6 m/s的速度沿光滑桌面迎面滑来的木块发射一颗铅弹,铅弹射入木块后未穿出,木块继续向前运动,速度变为5 m/s。如果想让木块停止运动,并假定铅弹射入木块后都不会穿出,则应再向木块迎面射入的铅弹数为( )
A.5颗 B.6颗 C.7颗 D.8颗 答案 D
解析 设木块质量为m1、铅弹质量为m2,第一颗铅弹射入,有 m1m1v0-m2v=(m1+m2)v1,代入数据可得=15,设再射入n颗铅弹
m2木块停止,有(m1+m2)v1-nm2v=0,解得n=8。
5. (多选)如图所示,A、B两个小球在光滑水平面上沿同一直线相向运动,它们的动量大小分别为p1和p2,碰撞后A球继续向右运动,动量大小为p1′,此时B球的动量大小为p2′,则下列等式成立的是( )
A.p1+p2=p1′+p2′ C.p1′-p1=p2′+p2 答案 BD
B.p1-p2=p1′+p2′ D.-p1′+p1=p2′+p2
解析 水平面光滑,所以A、B两球组成的系统在水平方向上动量守恒,设向右方向为动量正方向,由于p1、p2、p1′、p2′均表示动量的大小,所以碰前的动量为p1-p2,碰后的动量为p1′+p2′,B对。经变形-p1′+p1=p2′+p2,D对。
6.小船相对于地面以速度v1向东行驶,若在船上以相对地面的相同速率v分别水平向东和向西抛出两个质量相等的重物,则小船的速度将( )
A.不变 B.减小 C.增大 D.改变方向 答案 C
解析 设抛出重物后船的质量为M,重物的质量均为m,船后来的速度为v2,由动量守恒定律得:(M+2m)v1=Mv2+mv-mv,M+2m
解得v2=Mv1>v1。故C正确。
7. (多选)如图所示,木块a和b用一根轻弹簧连接起来,放在光滑水平面上,a紧靠在墙壁上。在b上施加向左的水平力使弹簧压缩,当撤去外力后,下列说法正确的是( )
A.a尚未离开墙壁前,a和b组成的系统动量守恒 B.a尚未离开墙壁前,a和b组成的系统动量不守恒
C.a离开墙后,a、b组成的系统动量守恒 D.a离开墙后,a、b组成的系统动量不守恒 答案 BC
解析 在a尚未离开墙壁前,a、b系统水平方向受墙壁的弹力,合力不为零,故动量不守恒,选项A错误,选项B正确;a离开墙壁后,系统只受重力和支持力作用,合力为零,a、b组成的系统动量守恒,选项C正确,选项D错误。
8.质量为M的楔形物块上有圆弧轨道,静止在光滑的水平面上。质量为m的小球以速度v1向物块运动。不计一切摩擦,圆弧小于90°且足够长。求小球能上升到的最大高度H和物块的最终速度v。
Mv21答案 小球能上升到的最大高度H为 物块的最终速
2?M+m?g2mv1
度v为 M+m
解析 系统水平方向动量守恒,全过程机械能也守恒。以向右为正方向,在小球上升过程中,由水平方向系统动量守恒得:mv1=(M+m)v′,
121由机械能守恒定律得:mv1=(M+m)v′2+mgH,
22Mv2m1
计算得出:v′=v1,H=。
M+m2?M+m?g
整个过程系统在水平方向动量守恒,以向右为正方向, 在水平方向,由动量守恒定律得:mv1=mv1′+Mv, 系统机械能守恒,由机械能守恒定律得: 1211
mv1=mv1′2+Mv2, 222
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