新教材2022-2023学年鲁科版选择性必修第一册第1章第2节动量守恒定律及其应用作业

第2节动量守恒定律及其应用

课时作业•巩固提升

基础巩固一、选择题1.以下实例中不是反冲现象的是(D)A.当枪发射子弹时,枪身会同时向后运动B.乌贼向前喷水从而使自己向后游动C.火箭中的火药燃烧向下喷气推动自身向上运动D.战斗机在紧急情况下抛出副油箱以提高机身的灵活性解析：当枪发射子弹时.，枪身同时受到一个反向的力会向后运动，故A是反冲现象;乌贼向前喷水从而使自己受到一个向后的力，向后游动,故B是反冲现象;火箭中的火药燃烧向下喷气而自身受到一个向上的推力，推动自身向上运动，故C是反冲现象;战斗机抛出副油箱，质量减小，惯性减小,机身的灵活性提高,故D不是反冲现象。.运送人造地球卫星的火箭开始工作后，火箭做加速运动的原因是(B)A.燃料燃烧推动空气,空气反作用力推动火箭B.火箭发动机将燃料燃烧产生的气体向后推出，气体的反作用力推动火箭C.火箭吸入空气,然后向后推此空气对火箭的反作用力推动火箭D.火箭燃料燃烧发热，加热周围空气,空气膨胀推动火箭解析:火箭的工作原理是反冲运动，火箭燃料燃烧产生的高温高压气体从尾部迅速喷出时，使火箭获得反冲速度,故选项B正确。.（多选）下列关于动量守恒的论述，正确的是（BD）A.某物体沿着光滑斜面下滑,物体的动量守恒B.系统在某方向上所受的合外力为零,则系统在该方向上动量守恒C.如果系统内部有相互作用的摩擦力，系统的机械能必然减少，系统的动量也不再守恒D.系统虽然受到几个较大的外力，但合外力为零，系统的动量仍然守恒解析:某物体沿着光滑斜面下滑,物体所受合外力不为零,动量不守恒,故A错误;系统在某方向上所受的合外力为零，则系统在该方向上动量守恒,故B正确;如果系统内部有相互作用的摩擦力，系统的机械能必然减少,如果系统所受合外力为零，系统的动量守恒,故C错误；系统虽然受到几个较大的外力，但合外力为零,系统的动量仍然守恒,故D正确。.（2020•山东济南质检）一鱼雷快艇在某海域附近执行任务，假设鱼雷快艇的总质量为M,以速度v前进,现沿快艇前进方向发射一颗质量为m的鱼雷后，快艇速度减为原来的:,不计水的阻力，则鱼雷的发射速度为（A）a2M+3mn2MA.vB.—v5m5m万4M-rn.「4MC.vD.—v57n5m解析：设快艇的速度方向为正方向，根据动量守恒定律有Mv二（M-m）|v+mv',解得v'=2M+37%,故人正确。55m5.（多选）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,如图所示，当撤去外力后，下列说法正确的是（AC）a尚未离开墙壁前,a和b组成的系统动量不守恒a尚未离开墙壁前,a和b组成的系统动量守恒a离开墙壁后,a和b组成的系统动量守恒a离开墙壁后,a和b组成的系统动量不守恒解析：a离开墙壁前,a和b组成的系统受墙壁的作用力,所受合外力不为零,动量不守恒，故A正确,B错误;a离开墙壁后,a和b组成的系统所受合外力为零,系统动量守恒，故C正确,D错误。6.（多选）某同学想用气垫导轨模拟“人船模型”。该同学在实验室里,将一质量为M、长为L的滑块置于水平气垫导轨上（不计摩擦）并接通电源。该同学又找来一个质量为m的蜗牛置于滑块的一端,在食物的诱惑下，蜗牛从该端移动到另一端。下面说法正确的是（CD）A.只有蜗牛运动，滑块不运动B.滑块运动的距离是*LC.蜗牛运动的位移是滑块的丝倍mD.滑块与蜗牛运动的距离之和为L解析:根据“人船模型"易得滑块运动的位移为『L,蜗牛运动的位M+m移为-Jl,故C,D正确。M+m.如图所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块。木箱和小木块都具有一定的质量。现使木箱获得一个向右的初速度vo,则（B）A.小木块和木箱最终都将静止.小木块最终将相对木箱静止,二者一起向右运动C.小木块在木箱内将始终来回往复碰撞,而木箱一直向右运动D.如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止,则二者将一起向左运动解析:木箱和小木块组成的系统具有向右的初动量,并且相互作用的过程中总动量守恒，故最终二者具有的总动量向右,A,D错误;由于木箱与底板间存在摩擦，小木块最终将相对木箱静止,B正确,C错误。.（多选）如图所示,在光滑的水平面上放着一个上部为半圆形光滑槽的木块,开始时木块是静止的，把一个小球放到槽边从静止开始释放，关于两个物体的运动情况，下列说法正确的是（ABD）A.当小球到达最低点时,木块有最大速率.当小球的速率最大时,木块有最大速率C.当小球再次上升到最高点时，木块的速率为最大D.当小球再次上升到最高点时,木块的速率为零解析:小球和木块组成的系统在水平方向上动量守恒,初状态系统动量为零,当小球到达最低点时，小球有最大速率,所以木块也有最大速率;小球上升到最高点时，小球速率为零,木块的速率也为零,故A、B、D正确,C错误。二、非选择题将两个完全相同的磁铁(磁性极强)分别固定在质量相等的小车上，水平面光滑。开始时甲车速度大小为3m/s,乙车速度大小为2m/s,两车运动方向相反并在同一直线上,如图所示。(1)当乙车速度为零时，甲车的速度多大?方向如何？(2)由于磁性极强,故两车不会相碰,那么两车的距离最小时，乙车的速度是多大?方向如何？解析:两个小车及磁铁组成的系统在水平方向不受外力作用，两车之间的磁力是系统内力，系统动量守恒。设向右为正方向。(1)根据动量守恒定律得mv甲一mv乙二mv甲，,代入数据解得v甲'=1m/s,方向向右。(2)两车间距最小时，两车速度相同，设为“，由动量守恒定律得mv甲一mv乙二2mv',代入数据解得v'=0.5m/s,方向向右。答案：(1)1m/s方向向右(2)0.5m/s方向向右能力提升一、选择题1.如图所示,质量为M的小车置于光滑的水平面上,车的上表面是粗糙的,有一质量为m的木块，以水平初速度v。滑上小车的上表面,若小车的上表面足够长，则(A)A.木块的最终速度一定为匹v。M+mB.由于车的上表面粗糙，小车和木块组成的系统动量减小C.车的上表面越粗糙,木块减少的动量越多D.车的上表面越粗糙,小车增加的动量越多解析：以小车和木块组成的系统为研究对象,系统所受合外力为零,因此系统动量守恒，由于摩擦力的作用，木块速度减小，小车速度增大，木块速度减小到最小时,小车速度达到最大,最后木块、小车以共同速度运动，以初速度方向为正方向，根据动量守恒定律有mv0=(m+M)v,得忏/Lv。,A正确;木块与小车之间的摩擦力是系统的内力，对系统动M+m量不产生影响，B错误；Ap木初v-mv。=-怨，△p车二Mv二竺二,可见木块m+Mm+M减少的动量和小车获得的动量与小车上表面的粗糙程度无关，故C,D错误。2.如图所示,质量为0.5kg的小球在距离车底面高20m处以一定的初速度向左平抛,落在以7.5m/s速度沿光滑水平面向右匀速行驶的敞篷小车中，车底涂有一层油泥,车与油泥的总质量为4kg,设小球在落到车底前瞬时速度是25m/s,g取10m/s2,则当小球与小车相对静止时，小车的速度是(B)A.4m/sB.5m/sC.8.5m/sD.gm/s解析:小球抛出后做平抛运动,根据动能定理得11唱吟111%2一加解得v0=15m/s小球和车作用过程中水平方向动量守恒,取车初速度方向为正方向，则有-mv（）+Mv=（M+m）v'解得v'=5m/soB正确。3.（多选）如图所示，船静止在平静的水面上,船前舱有一抽水机把前舱的水均匀地抽往后舱，不计水的阻力，下列说法中正确的是（BD）A.若前后舱是分开的,则前舱将向后运动B.若前后舱是分开的,则前舱将向前运动C.若前后舱不分开,则船将向后运动D.若前后舱不分开,则船将向前运动解析:若前后舱是分开的，前舱和抽出的水相互作用，靠反冲作用前舱向前运动,若不分开,虽然抽水的过程属于船与水的内力作用，但水的质量发生了转移,从前舱转到了后舱,相当于人从船的一头走到另一头的过程,船将向前运动。.如图所示，位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视为质点且质量相等,Q与轻质弹簧相连,一开始保持静止,P以某一初速度向Q运动并与弹簧发生碰撞。在整个碰撞过程中，弹簧具有的最大弹性势能等于（B）A.P的初动能B.P的初动能的3C.P的初动能的:D.P的初动能的：解析:P与弹簧接触后,P减速、Q加速,弹簧压缩量越来越大,当P,Q达到共同速度v时,弹簧压缩量最大,具有最大弹性势能，该过程中两滑块和弹簧组成的系统所受合外力为零，由动量守恒得mv°=2mv,由机械能守恒得］端=Ep+j•2mv2,解得Ep=imv02,故选项B正确。乙乙*.穿着溜冰鞋的人静止站在光滑的冰面上,沿水平方向举枪射击,每次射击时子弹对地速度相等,设第一次射出子弹后，人相对于地后退的速度为v,下列说法正确的是（D）A.无论射出多少子弹,人后退的速度都为vB.射出n颗子弹后，人后退的速度为nvC.射出n颗子弹后，人后退的速度小于nvD.射出n颗子弹后，人后退的速度大于nv解析:设人、枪（包括子弹）的总质量为M,每颗子弹质量为m,子弹射出的速度为vo,射出第1颗子弹时,有O=（M-m）v-mvo,设人射出n颗子弹后的速度为V,，则（M-nm）v,二nmv。,可得v=詈3v'二普，因\Hn>M-mM-nmM-nm,所以v'>nv,故选项D正确。二、非选择题.课外科技小组制作一只“水火箭”，用压缩空气压出水流使火箭运动。假如喷出的水流流量保持为2X10"胡/s,喷出速度保持为对地10m/so启动前火箭总质量为L4kg,则启动2s末火箭的速度大小为m/s;2s内喷出的水的质量为kg。（已知火箭沿水平轨道运动阻力不计，水的密度是1.0X103kg/m3）解析：“水火箭”喷出水流做反冲运动，设火箭原来总质量为M,喷出水流的流量为Q,水的密度为P,水流的喷出速度为v,流量Q二Sv,则2s内喷出的水的质量m=PpSvt=pQt代入数据得m=0.4kg火箭的反冲速度为v，，由动量守恒定律得（M-pQt）v'二pQtv火箭启动后2s末的速度为V,V,V,m/s=4m/sopQtu_L0x<03x2x104x2x<0M-pQt3x2x104x2答案：40.4V,m/s=4m/so.如图所示,一质量为M的物块静止在桌面边缘,桌面离水平地面的高度为h。一质量为m的子弹以水平速度V。射入物块后，以水平速度手