1、課時提升作業 三 動量守恒定律的應用 (30分鐘50分)一、選擇題(本大題共5小題,每小題6分,共30分)1.(多選)關于動量守恒,下列說法中正確的有()a.系統不受外力或者所受外力的合力為零,系統的總動量守恒b.一枚在空中飛行的導彈,在某點速度沿水平方向,突然炸裂成兩塊,則爆炸前后導彈動量近似守恒c.子彈水平飛行,擊穿一塊原來靜止在光滑水平面上的木塊,因為子彈穿透木塊的過程中受到阻力作用,所以子彈和木塊組成的系統總動量不守恒d.汽車拉著拖車在水平公路上勻速前進,若拖車突然和汽車脫鉤,而汽車的牽引力不變,兩車所受阻力與車重成正比,則在拖車停止運動之前,汽車和拖車組成的系統總動量不守恒【解析】選

2、a、b。系統不受外力或者所受外力的合力為零,則系統的總動量守恒,故a正確;系統受外力作用,但當系統所受的外力遠遠小于系統內各物體間的內力時,系統的總動量近似守恒,如爆炸問題,故b正確;子彈水平飛行,擊穿一塊原來靜止在光滑水平面上的木塊,盡管子彈穿透木塊的過程中受到阻力作用,但是子彈和木塊組成的系統合力為零,因此總動量也是守恒的,故c錯;汽車拉著拖車在水平公路上勻速前進,說明整個系統受到的合力為零,因為脫鉤后,汽車的牽引力不變,兩車所受的阻力不變,因此,在拖車停止運動前,整個系統受到的合力始終為零,故汽車和拖車組成的系統總動量是守恒的,故d錯。2.如圖所示,光滑水平面上有大小相同的a、b兩球在同

3、一直線上運動。兩球質量關系為mb=2ma,規定向右為正方向,a、b兩球的動量均為6kg·m/s,運動中兩球發生碰撞,碰撞后a球的動量增量為-4kg·m/s。則()a.左方是a球,碰撞后a、b兩球速度大小之比為25b.左方是a球,碰撞后a、b兩球速度大小之比為110c.右方是a球,碰撞后a、b兩球速度大小之比為25d.右方是a球,碰撞后a、b兩球速度大小之比為110【解析】選a。由兩球的動量都是6 kg·m/s可知,運動方向都向右,且能夠相碰撞,說明左方是質量小速度大的小球,故左方是a球。碰撞后a球的動量減少了4kg·m/s,即a球的動量為2kg·

4、;m/s,由動量守恒定律得b球的動量為10kg·m/s,故可得其速度比為25,故選項a是正確的。3.如圖所示,裝有炮彈的火炮總質量為m1,炮彈的質量為m2,炮彈射出炮口時對地的速率為v0,若炮管與水平地面的夾角為,則火炮后退的速度大小為(設水平面光滑)()a.v0 b.c.d.【解析】選c。炮彈和火炮組成的系統水平方向動量守恒,0=m2v0cos-(m1-m2)v得v=,故選項c正確。4.(多選)將物體p置于光滑水平面上的斜面體q的頂端以一定的初速度沿斜面往下滑,如圖所示。在下滑過程中,p的速度越來越小,最后相對斜面靜止,那么由p和q組成的系統()a.動量守恒b.水平方向動量守恒c.

5、最后p和q以一定的速度共同向左運動d.最后p和q以一定的速度共同向右運動【解析】選b、c。p、q兩物體組成的系統,水平方向不受外力作用,故系統水平方向動量守恒,b正確;由系統初末狀態的動量表達式知,系統動量不守恒,a錯誤;因系統水平方向動量守恒,故最終p、q相對靜止一起向左運動,故c正確,d錯誤。5.(多選)如圖所示,質量為m的木板靜止在光滑水平面上,現有一質量為m的小滑塊以一定的速度v0從木板的左端開始向木板的右端滑行,滑塊和木板的水平速度大小隨時間變化的情況如圖所示,根據圖像可知()a.t1時間內滑塊始終與木板存在相對運動b.滑塊未能滑出木板c.滑塊的質量m大于木板的質量md.在t1時刻滑

6、塊從木板上滑出【解析】選a、c、d。由速度圖像可知,t1時間內木板與滑塊的速度并不相同,即存在相對運動,a對;由于t1時間后滑塊與木板均做勻速運動,且速度不同,故在t1時刻滑塊從木板上滑出,d對,b錯;滑塊在木板上滑動時,滑塊的加速度為am,木板的加速度為am,且am<am,而木板與滑塊受到的合外力均為木板與滑塊之間的摩擦力f,即f=mam=mam,故m>m,c對。二、非選擇題(本大題共2小題,共20分)6.(10分)某學習小組在探究反沖運動時,將質量為m1的一個小液化氣瓶固定在質量為m2的小玩具船上,利用液化氣瓶向外噴射氣體作為船的動力。現在整個裝置靜止放在平靜的水面上,已知打開

7、瓶后向外噴射氣體的對地速度為v1,如果在t的時間內向后噴射的氣體的質量為m,忽略水的阻力,則噴射出質量為m的氣體后,小船的速度是多少?【解析】由動量守恒定律得:(m1+m2-m)v船-mv1=0得:v船=答案:7.(10分)兩個質量分別為m1和m2的劈a和b,高度相同,放在光滑水平面上。a和b的傾斜面都是光滑曲面,曲面下端與水平面相切,如圖所示。一質量為m的物塊位于劈a的傾斜面上,距水平面的高度為h。物塊從靜止開始滑下,然后又滑上劈b。求物塊在劈b上能夠達到的最大高度。【解析】設物塊到達劈a的底端時,物塊和a的速度大小分別為v和v1,由機械能守恒和動量守恒得mgh=mv2+m1m1v1=mv設

8、物塊在劈b上達到的最大高度為h,此時物塊和b的共同速度大小為v1,由機械能守恒和動量守恒得mgh+(m2+m)v12=mv2mv=(m2+m)v1聯立式得h=h答案:h【總結提升】動量與能量綜合問題的求解技巧發生相互作用的物體間除了物體的動量發生變化外,同時也常常伴隨著能量的轉化或轉移,這類問題綜合性強,靈活性大,歷來是高考的熱點和難點。處理這類問題,關鍵是區分物體相互作用的情況,分清物體的運動過程,尋找各相鄰運動過程的聯系,弄清各物理過程所遵循的規律。動量守恒定律和能量守恒定律,是自然界最普遍的規律,它們研究的是物體系統,在力學中解題時必須注意動量守恒的條件及機械能守恒的條件。在應用這兩個規律時,當確定了研究的對象及運動狀態變化的過程后,可根據問題的已知條件和要求解的未知量,選擇研究的兩個狀態列方程求解。對于彈性碰撞的物體,其作用過程中系統機械能守恒,動量守恒;對于非彈性碰撞來說,系統的動量守恒但機械能不守恒,系統損失的機械能等于轉化的內能或彈性勢能;反沖作用情況下,