2024-2025學(xué)年新教材高中物理第1章動量守恒定律分層作業(yè)11爆炸和人船模型課件新人教版選擇性必修第一冊

第一章分層作業(yè)11爆炸和人船模型123456789101112A組必備知識基礎(chǔ)練題組一

爆炸1.(多選)(2024福建寧德高二月考)無限長的水平面上放置有A、B兩滑塊,其質(zhì)量mA>mB。一根輕質(zhì)彈簧,一端與A連接,另一端與B緊靠(不連接)。用細(xì)線把兩滑塊拉緊,彈簧被壓縮,如圖所示。如果把細(xì)線燒斷,兩滑塊與彈簧分離后,繼續(xù)運動。不計空氣阻力,把A、B和彈簧看作系統(tǒng),下列說法正確的是(

)A.若水平面光滑,系統(tǒng)動量守恒,系統(tǒng)機械能守恒B.若水平面粗糙,系統(tǒng)動量一定不守恒,機械能一定不守恒C.若A、B受到的摩擦力大小相等,B運動的總路程較長D.若A、B受到的摩擦力大小相等,B運動的總時間較長AC123456789101112解析

動量守恒的條件是系統(tǒng)不受外力或所受合力為零;機械能守恒的條件是只有重力或彈力做功,若水平面光滑,系統(tǒng)受到的合外力為零,只有彈力做功,A正確。若水平面粗糙,但A、B兩滑塊與水平面的動摩擦因數(shù)不同,A、B兩滑塊受到的摩擦力可能會等大反向,則系統(tǒng)所受合外力為零,動量守恒,但要克服摩擦力做功,系統(tǒng)機械能不守恒,B錯誤。若A、B受到的摩擦力大小相等,根據(jù)動量守恒定律,取B運動的方向為正方向,有0=-mAvA+mBvB,由于A、B受到的摩擦力大小相等,則A、B與彈簧分離前后受到的平均合力大小時刻相等,由動量定理F合tA=0-mAvA,F合tB=0-mBvB,則A、B運動的總時間相等,但由于mA>mB,則輕的物體平均速度大,有xA<xB,C正確,D錯誤。1234567891011122.(2024浙江金華高二期末)在爆炸實驗基地有一發(fā)射塔,發(fā)射塔正下方的水平地面上安裝有聲音記錄儀。爆炸物自發(fā)射塔豎直向上發(fā)射,上升到空中最高點時炸裂成質(zhì)量之比為2∶1、初速度均沿水平方向的兩個碎塊。遙控器引爆瞬間開始計時,在5s末和6s末先后記錄到從空氣中傳來的碎塊撞擊地面的響聲。已知聲音在空氣中的傳播速度為340m/s,重力加速度g取10m/s2,忽略空氣阻力,下列說法正確的是(

)A.兩碎塊的位移大小之比為1∶2B.爆炸物的爆炸點離地面高度為80mC.爆炸后質(zhì)量大的碎塊的初速度為68m/sD.爆炸后兩碎塊落地點之間的水平距離為340mB123456789101112解析

設(shè)碎塊落地的時間為t,質(zhì)量大的碎塊水平初速度為v,則由動量守恒定律知質(zhì)量小的碎塊水平初速度為2v,爆炸后的碎塊做平拋運動,下落的高度相同,則在空中運動的時間相同,由水平方向x=v0t知落地水平位移之比為1∶2,碎塊位移

,可見兩碎塊的位移大小之比不是1∶2,故A項錯誤;據(jù)題意知,vt=(5

s-t)×340

m/s,又2vt=(6

s-t)×340

m/s,聯(lián)立解得t=4

s,v=85

m/s,故爆炸點離地面高度為h=gt2=80

m,故B項正確,C項錯誤;兩碎塊落地點的水平距離為Δx=3vt=1

020

m,故D項錯誤。1234567891011123.(多選)(2024江西吉安期末)一個質(zhì)量為m的小型炸彈自水平地面朝右上方射出,在最高點以水平向右的速度v飛行時,突然爆炸為質(zhì)量相等的甲、乙、丙三塊彈片,如圖所示。爆炸之后乙自靜止自由下落,丙沿原路徑回到原射出點。若忽略空氣阻力,則下列說法正確的是(

)A.爆炸后乙落地的時間最長B.爆炸后甲落地的時間最長C.甲、丙落地點到乙落地點O的距離比為4∶1D.爆炸過程釋放的化學(xué)能為CD1234567891011121234567891011124.(2024浙江杭州高三模擬)一枚質(zhì)量為m的煙花彈獲得動能后,從地面豎直升空,當(dāng)煙花彈上升到最大高度時,彈中火藥爆炸將煙花彈炸成質(zhì)量分別為m1和m2的A、B兩部分,m1∶m2=2∶1,此時兩部分獲得的動能之和為煙花彈初動能的兩倍,且初始均沿水平方向運動。設(shè)爆炸時間極短,重力加速度大小為g,不計空氣阻力和火藥的質(zhì)量,A、B兩部分落地的水平位移大小分別為x1和x2,則(

)A.A、B兩部分落地時的速度大小之比為2∶1B.A、B兩部分落地時的動能之比為4∶5C.水平位移大小之比為x1∶x2=2∶1D.A、B兩部分落地點的間距為煙花彈上升的最大高度的4倍B123456789101112解析

設(shè)煙花彈的初速度為v0,上升的最大高度為h,發(fā)生爆炸瞬間,A、B兩部分在水平方向動量守恒,則有m1v1-m2v2=0,由題意可得123456789101112題組二

人船模型5.(2024安徽淮南高二月考)平靜的水面上停著一只小船,船頭站立著一個人,船的質(zhì)量是人的質(zhì)量的8倍。從某時刻起,這個人向船尾走去,走到船中部他突然停止走動。水對船的阻力忽略不計。下列說法正確的是(

)A.人走動時,他相對于水面的速度和小船相對于水面的速度大小相等、方向相反B.他突然停止走動后,船由于慣性還會運動一小段時間C.人在船上走動過程,人對水面的位移是船對水面的位移的9倍D.人在船上走動過程,人的動能是船的動能的8倍D123456789101112解析

人與船組成的系統(tǒng)動量守恒,以人的速度方向為正方向,由動量守恒定律得m人v人-m船v船=0,又m船=8m人,所以v人=8v船,人、船速度方向相反;v人t=8v船t,即x人=8x船,故A、C錯誤。人與船組成的系統(tǒng)動量守恒,人突然停止走動后,人的動量為零,由于系統(tǒng)初動量為零,由動量守恒定律可知,船的動量為零,船的速度為零,則知人停止走動后,船立即停止運動,故B錯誤。因8m人=m船,v人=8v船,根據(jù)Ek=mv2可知,人與船的動能之比為Ek人∶Ek船=8∶1,故D正確。1234567891011126.(多選)(2024浙江嘉興高二月考)一只小船靜止在水面上,一個人從小船的一端走到另一端,不計水的阻力,以下說法正確的是(

)A.人和小船組成的系統(tǒng)動量守恒B.人運動的速度增大時,船運動的速度減小C.當(dāng)人停止走動時,因為小船慣性大,所以小船要繼續(xù)向后退D.當(dāng)人停止走動時,小船也停止后退AD123456789101112解析

人在船上行走時,由于不計水的阻力,人和小船組成的系統(tǒng)所受外力之和為零,故系統(tǒng)動量守恒,故A正確;根據(jù)動量守恒定律有m人v人+m船v船=0,得

是一個定值,可知人的速度與小船的速度大小成正比、方向相反,則當(dāng)人運動的速度增大時,小船運動的速度也增大,當(dāng)人停止走動時,小船也停止后退,故B、C錯誤,D正確。1234567891011127.(多選)(2024江西南昌高二月考)質(zhì)量為m的人在質(zhì)量為m'的小車上從左端走到右端,如圖所示,當(dāng)車與地面摩擦不計時,那么(

)A.人在車上行走,若人相對車突然停止,則車也突然停止B.人在車上行走的平均速度越大,則車在地面上移動的距離也越大C.人在車上行走的平均速度越小,則車在地面上移動的距離就越大D.不管人以什么樣的平均速度行走,車在地面上移動的距離相同AD解析

由于地面光滑,則人與車組成的系統(tǒng)動量守恒,所以mv人=m'v車,可知A正確;設(shè)車長為L,由m(L-x車)=m'x車得,x車=,車在地面上移動的位移大小與人的平均速度大小無關(guān),故D正確,B、C錯誤。123456789101112123456789101112B組關(guān)鍵能力提升練8.(多選)(2024江蘇鎮(zhèn)江高二月考)火箭是利用反沖原理工作的重要航天運輸工具。當(dāng)燃料在火箭發(fā)動機中燃燒,生成的高溫高壓燃?xì)鈴膰娍谘杆賴姵鰰r,火箭便獲得相反方向的動力,一火箭準(zhǔn)備發(fā)射時質(zhì)量為m',正以速度v豎直向下噴出燃?xì)?這時火箭恰好靜止在發(fā)射平臺上。由此可知(

)A.此時火箭和噴出的氣體組成的系統(tǒng)總動量守恒B.發(fā)動機單位時間內(nèi)噴出氣體的質(zhì)量為C.單位時間內(nèi)火箭獲得燃?xì)獾臎_量大小等于m'vD.此時發(fā)動機的噴射功率P=BD123456789101112解析

由題意知,火箭和噴出的氣體組成的系統(tǒng)所受合外力為重力,動量不守恒,故A錯誤;假設(shè)發(fā)動機在單位時間內(nèi)噴射出的氣體質(zhì)量為m,則噴射出的氣體動量為p=mΔt·v,正好和重力的沖量大小相等,即mΔt·v=m'gΔt,得1234567891011129.(2024福建寧德高二月考)有一條小船停靠在湖邊碼頭,小船又窄又長,一位同學(xué)想用一個卷尺粗略測定它的質(zhì)量,他進(jìn)行了如下操作:首先將船平行碼頭自由停泊,然后他輕輕從船尾上船,走到船頭后停下,而后輕輕下船,用卷尺測出船后退的距離d,然后用卷尺測出船長L。如圖所示。已知他自身的質(zhì)量為m,則船的質(zhì)量為(

)B12345678910111212345678910111210.(多選)(2024山東濰坊高二檢測)如圖所示,質(zhì)量為m'、長度為L的船停在平靜的湖面上,船頭站著質(zhì)量為m的人,m'>m,現(xiàn)在人由靜止開始由船頭走到船尾。不計水對船的阻力,則(

)A.人和船運動方向相同B.船運行速度小于人的行進(jìn)速度C.由于船的慣性大,當(dāng)人停止運動時,船還要繼續(xù)運動一段距離D.人相對水面的位移為BD123456789101112解析

人和船動量守恒,系統(tǒng)總動量為零,故人和船運動方向始終相反,故A錯誤;由動量守恒定律有m'v船=mv人,又m'>m,故v人>v船,故B正確;由人—船系統(tǒng)動量守恒且系統(tǒng)總動量為零知:人走船走,人停船停,故C錯誤;由平均12345678910111211.(2024福建三明高二月考)如圖所示,一個傾角為α的直角斜面體靜置于光滑水平面上,斜面體質(zhì)量為m',頂端高度為h。今有一質(zhì)量為m的小物體(可視為質(zhì)點),沿光滑斜面下滑,當(dāng)小物體從斜面頂端自由下滑到底端時,斜面體在水平面上移動的距離是(

)C解析

小物體與斜面體組成的系統(tǒng)在水平方向上動量守恒,以水平向左為正方向,設(shè)小物體在水平方向上對地位移大小為x1,斜面體在水平方向上對地位移大小為x2。有0=mx1-m'x2,且123456789101112C組學(xué)科素養(yǎng)拔高練12.(多選)(2024江西南昌高二期末)如圖所示,一質(zhì)量為m'的小車靜止在光滑水平面上,車上固定一個豎直支架,輕繩一端固定在支架上,另一端固定一質(zhì)量為m的小球,輕繩長為l,將小球向右拉至輕繩水平后,從靜止釋放,則(

)A.小球、輕繩和小車組成的系統(tǒng)的動量守