第一章 專題強(qiáng)化練2 動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用（含答案） 高中物理人教版（2019）選擇性 必修 第一冊(cè)

專題強(qiáng)化練2動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用1．(2023·湖北孝感期中)如圖所示，一質(zhì)量為M的沙車，在光滑的水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度為v0，質(zhì)量為m的鐵球以速度v豎直向下落入沙車中，穩(wěn)定后，沙車的速度為()A.eq\f(Mv0,M＋m)B.eq\f(mv0,M＋m)C．v0D.eq\f(Mv0＋mv,m＋M)2.質(zhì)量相等的五個(gè)物塊在一光滑水平面上排成一條直線，且彼此隔開一定的距離，具有初速度v0的第5號(hào)物塊向左運(yùn)動(dòng)，依次與其余四個(gè)靜止物塊發(fā)生碰撞，如圖所示，最后這五個(gè)物塊粘成一個(gè)整體，則它們最后的速度大小為()A．v0B.eq\f(v0,5)C.eq\f(v0,3)D.eq\f(v0,4)3.如圖所示，一輕質(zhì)彈簧兩端連著物體A和B，放在光滑的水平面上，物體A被水平速度為v0的子彈射中并且子彈嵌在其中。已知物體A的質(zhì)量是物體B的質(zhì)量的eq\f(3,4)，子彈的質(zhì)量是物體B的質(zhì)量的eq\f(1,4)，彈簧壓縮到最短時(shí)B的速度為()A.eq\f(v0,2)B.eq\f(v0,4)C.eq\f(v0,8)D.eq\f(v0,3)4.如圖所示，小車放在光滑的水平面上，將系繩小球拉開到一定的角度，然后同時(shí)放開小球和小車，那么在以后的過程中()A．小球向左擺動(dòng)時(shí)，小車向右運(yùn)動(dòng)，且系統(tǒng)動(dòng)量守恒B．小球向左擺動(dòng)時(shí)，小車向右運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)機(jī)械能不守恒C．小球向左擺到最高點(diǎn)，小球的速度為零而小車速度不為零D．小球向左擺到最高點(diǎn)，小球的速度為零，小車的速度也為零5．如圖所示，甲、乙兩人分別站在相同的小車上，小車靜止在光滑的水平地面上，甲與小車的總質(zhì)量為M，甲手上有一個(gè)質(zhì)量為m的球，乙與小車的總質(zhì)量也為M，現(xiàn)甲以一定的水平速度向右拋出小球，拋出后，甲的速度大小為v1，乙接到球后，乙的速度大小為v2，乙接球后，又以一定的水平速度向左拋出，拋出后，乙的速度為v3，甲接球后，甲的速度為v4，則()A．v1＝v2 B．v1<v2C．v3＝v4 D．v3>v46．如圖所示，光滑水平軌道上放置長(zhǎng)木板A(上表面粗糙)和滑塊C，滑塊B置于A的左端，三者質(zhì)量分別為mA＝2kg，mB＝1kg，mC＝2kg。開始時(shí)C靜止，A、B一起以v0＝5m/s的速度勻速向右運(yùn)動(dòng)，A與C發(fā)生碰撞(時(shí)間極短)后C向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間，A、B再次達(dá)到共同速度一起向右運(yùn)動(dòng)，且恰好不再與C碰撞。求A與C發(fā)生碰撞后瞬間A的速度大小。7．將兩個(gè)完全相同的磁鐵(磁性極強(qiáng))分別固定在質(zhì)量相等的小車上，水平面光滑。開始時(shí)甲車速度大小為3m/s，方向向右，乙車速度大小為2m/s，方向向左并與甲車速度方向在同一直線上，如圖所示。(1)當(dāng)乙車速度為零時(shí)，甲車的速度多大？方向如何？(2)由于磁鐵磁性極強(qiáng)，故兩車不會(huì)相碰，那么兩車的距離最小時(shí)，乙車的速度是多大？方向如何？8．一彈丸在飛行到距離地面5m高時(shí)僅有水平速度v0＝2m/s，爆炸成甲、乙兩塊并水平飛出，甲、乙的質(zhì)量比為3∶1，不計(jì)質(zhì)量損失及空氣阻力，重力加速度g取10m/s2，則下列圖中兩塊彈片飛行的軌跡可能正確的是()9.如圖所示，三輛完全相同的平板小車a、b、c成一直線排列，靜止在光滑水平面上。c車上有一小孩跳到b車上，接著又立即從b車跳到a車上。小孩跳離c車和b車時(shí)對(duì)地的水平速度相同。他跳到a車上相對(duì)a車保持靜止，此后()A．a(chǎn)、b兩車運(yùn)動(dòng)速率相等B．a(chǎn)、c兩車運(yùn)動(dòng)速率相等C．三輛車的速率關(guān)系為vc>va>vbD．a(chǎn)、c兩車運(yùn)動(dòng)方向相同10.如圖所示，在光滑水平面上有A、B兩輛小車，水平面的左側(cè)有一豎直墻，在小車B上坐著一個(gè)小孩，小孩與B車的總質(zhì)量是A車質(zhì)量的10倍。兩車開始都處于靜止?fàn)顟B(tài)，小孩把A車以相對(duì)于地面的速度v推出，A車與墻壁碰后仍以原速率返回，小孩接到A車后，又把它以相對(duì)于地面的速度v推出。每次推出，A車相對(duì)于地面的速度都是v，方向向左。則小孩把A車推出幾次后，A車返回時(shí)小孩不能再接到A車()A．5B．6C．7D．811．如圖所示，甲、乙兩船的總質(zhì)量(包括船、人和貨物)分別為10m、12m，兩船沿同一直線同一方向運(yùn)動(dòng)，速度分別為2v0、v0，為避免兩船相撞，乙船上的人將一質(zhì)量為m的貨物沿水平方向拋向甲船，甲船上的人將貨物接住，求拋出貨物的最小速度大小。(不計(jì)水的阻力及空氣阻力)12.(2023·江蘇宿遷市高二期中)質(zhì)量均為m的木塊A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一豎直輕桿，輕桿上端的O點(diǎn)系一長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線，細(xì)線另一端系一質(zhì)量為M的小球C。現(xiàn)將C球拉起使細(xì)線水平伸直，并由靜止釋放C球。忽略空氣阻力，重力加速度為g。下列說法正確的是()A．A、B、C系統(tǒng)動(dòng)量守恒B．小球C到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)速度大小為eq\r(2gL)C．小球C到達(dá)左側(cè)最高點(diǎn)時(shí)速度為零D．小球第一次到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)木塊A、B分離專題強(qiáng)化練2動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用1．A[沙車與鐵球組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，則有Mv0＝(M＋m)v，解得v＝eq\f(Mv0,M＋m)，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。]2．B[由于五個(gè)物塊組成的系統(tǒng)沿水平方向不受外力作用，故系統(tǒng)在水平方向上動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律得mv0＝5mv，得v＝eq\f(1,5)v0，即它們最后的速度大小為eq\f(1,5)v0，B正確。]3．C[彈簧壓縮到最短時(shí)，子彈、A、B具有共同的速度v1，且子彈、A、B組成的系統(tǒng)，從子彈開始射入物體A一直到彈簧被壓縮到最短的過程中，系統(tǒng)所受合外力始終為零，故整個(gè)過程系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，取子彈水平速度v0的方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律得mv0＝(m＋mA＋mB)v1，又m＝eq\f(1,4)mB，mA＝eq\f(3,4)mB，故v1＝eq\f(v0,8)，即彈簧壓縮到最短時(shí)B的速度為eq\f(v0,8)，故C正確。]4．D[小球向左擺動(dòng)時(shí)，小車向右運(yùn)動(dòng)，小球受到的重力使系統(tǒng)合外力不為零，故系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，但該過程只有重力做功，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒，A、B錯(cuò)誤；系統(tǒng)在水平方向合外力為零，水平方向滿足動(dòng)量守恒，可得m球v1＋m車v2＝0，故小球向左擺到最高點(diǎn)，小球的速度為零，小車的速度也為零，C錯(cuò)誤，D正確。]5．D[由于兩人和車及球組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，開始時(shí)系統(tǒng)的總動(dòng)量為零，因此乙接球后，甲與車的總動(dòng)量和乙與車及球組成的系統(tǒng)總動(dòng)量等大反向，即Mv1＝(M＋m)v2，可得v1>v2，同理，甲接球后有Mv3＝(M＋m)v4，可得v3>v4，故選D。]6．2m/s解析長(zhǎng)木板A與滑塊C處于光滑水平軌道上，兩者碰撞時(shí)間極短，長(zhǎng)木板A與滑塊C組成的系統(tǒng)在碰撞過程中動(dòng)量守恒，取水平向右為正方向則mAv0＝mAvA＋mCvC長(zhǎng)木板A和滑塊B達(dá)到共同速度后，恰好不再與滑塊C碰撞，即最后三者速度相等，即vC＝v(mA＋mB)v0＝(mA＋mB＋mC)v聯(lián)立解得vA＝2m/s。7．(1)1m/s；方向向右(2)0.5m/s；方向向右解析兩個(gè)小車及磁鐵組成的系統(tǒng)在水平方向不受外力作用，兩車之間的磁力是系統(tǒng)內(nèi)力，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以向右為正方向。(1)v甲＝3m/s，v乙＝－2m/s。據(jù)動(dòng)量守恒定律得mv甲＋mv乙＝mv甲′代入數(shù)據(jù)解得v甲′＝1m/s，方向向右。(2)兩車的距離最小時(shí)，兩車速度相同，設(shè)為v′，由動(dòng)量守恒定律得mv甲＋mv乙＝mv′＋mv′解得v′＝0.5m/s，方向向右。8．B[彈丸在爆炸過程中，水平方向的動(dòng)量守恒，有mv0＝eq\f(3,4)mv甲＋eq\f(1,4)mv乙，解得4v0＝3v甲＋v乙，爆炸后兩塊彈片均做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向有h＝eq\f(1,2)gt2，水平方向?qū)?、乙兩彈片分別有x甲＝v甲·t，x乙＝v乙·t，代入各圖中數(shù)據(jù)，可知B正確。]9．C[設(shè)小孩跳離b、c車時(shí)相對(duì)地面的水平速度為v，以水平向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律知：小孩和c車組成的系統(tǒng)：0＝m人v－M車vc，對(duì)小孩和b車：m人v＝M車vb＋m人v，對(duì)小孩和a車：m人v＝(M車＋m人)va，所以：vc＝eq\f(m人v,M車)，vb＝0，va＝eq\f(m人v,M車＋m人)，即三輛車的速率關(guān)系為vc>va>vb，并且vc與va方向相反，故選C。]10．B[取水平向右為正方向，小孩第一次推出A車時(shí)，有mBv1－mAv＝0，解得v1＝eq\f(mA,mB)v，第n次推出A車時(shí)，有mAv＋mBvn－1＝－mAv＋mBvn，則vn－vn－1＝eq\f(2mA,mB)v所以vn＝v1＋(n－1)eq\f(2mA,mB)v當(dāng)vn≥v時(shí)，再也接不到A車，由以上各式得n≥5.5，取n＝6，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。]11．4v0解析設(shè)乙船上的人拋出貨物的最小速度大小為vmin，拋出貨物后乙船的速度大小為v1，甲船上的人接到貨物后甲船的速度大小為v2，以開始時(shí)甲、乙兩船的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?。由?dòng)量守恒定律得12mv0＝11mv1－mvmin①10m×2v0－mvmin＝11mv2②為避免兩船相撞應(yīng)滿足v1＝v2③聯(lián)立①②③式解得vmin＝4v0。12．D[小球擺動(dòng)過程，A、B、C系統(tǒng)水平方向不受外力，水平方向動(dòng)量守恒，但豎直方向動(dòng)量不守恒，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；小球C下擺過程中，在達(dá)到最低位置之前，細(xì)線拉力的水平分量使A、B同時(shí)達(dá)到最大速度，球擺過最低位置后，細(xì)線拉力使A向右做減速