专题跟踪训练(七) 碰撞与动量守恒
一、选择题
1．(2017·全国卷Ⅰ)将质量为1.00 kg的模型火箭点火升空，50 g燃烧的燃气以大小为600 m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出．在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)( )
A．30 kg·m/s B．5.7×102 kg·m/s
C．6.0×102 kg·m/s D．6.3×102 kg·m/s
[解析] 燃气从火箭喷口喷出的瞬间，火箭和燃气组成的系统动量守恒，设燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为p，根据动量守恒定律，可得p－mv0＝0，解得p＝mv0＝0.050 kg×600 m/s＝30 kg·m/s，选项A正确．
[答案] A
2. (2017·全国卷Ⅲ)(多选)一质量为2 kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动．F随时间t变化的图线如图所示，则( )
A．t＝1 s时物块的速率为1 m/s
B．t＝2 s时物块的动量大小为4 kg·m/s
C．t＝3 s时物块的动量大小为5 kg·m/s
D．t＝4 s时物块的速度为零
[解析] 根据F－t图线与时间轴围成的面积的物理意义为合外力F的冲量，可知在0～1 s、0～2 s、0～3 s、0～4 s内合外力冲量分别为2 N·s、4 N·s、3 N·s、2 N·s，应用动量定理I＝mΔv可知物块在1 s、2 s、3 s、4s末的速率分别为1 m/s、2 m/s、1.5 m/s、1 m/s，物块在这些时刻的动量大小分别为2 kg·m/s、4 kg·m/s、3 kg·m/s、2 kg·m/s，则A、B项均正确，C、D项均错误．
[答案] AB
3．(多选)在光滑水平面上，一质量为m的小球1以速度v0与静止的小球2发生正碰，碰后小球2的速度是v0.小球2的质量可能是( )
A．m B．3m
C．5m D．7m
[解析] 由动量守恒知mv0＝mv1＋m2·，分两种极端情况讨论：①完全非弹性碰撞，能量损失最多，即v1＝，得m2＝2m；②弹性碰撞，没有能量损失，即mv＝mv＋m2v，联立解得v2＝v0，又v2＝，故m2＝5m；综合得2m≤m2≤5m，选项B、C正确．
[答案] BC
4．(2018·石家庄质检二)(多选)如图所示，一个质量为M的木箱静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个质量为m的小木块，现使木箱瞬间获得一个水平向左的初速度v0，下列说法正确的是( )
A．最终小木块和木箱都将静止
B．最终小木块和木箱组成的系统损失的机械能为－
C．木箱速度为时，小木块的速度为
D．最终小木块的速度为
[解析] 由题意知，木箱及小木块组成的系统动量守恒，最终木箱和小木块共速，Mv0＝(M＋m)v，故v＝，A、D项错误；系统损失的机械能ΔE＝－＝－，故B项正确；由动量守恒定律知，Mv0＝＋mv′，故v′＝，C项正确．
[答案] BC
5．(2018·河北六校联考)(多选)如图所示，质量为m的子弹水平射入质量为M、放在光滑水平地面上静止的木块，子弹未穿透木块，此过程中木块动能增加了5 J，那么此过程中系统产生的内能可能为( )
A．16 J B．11.2 J
C．4.8 J D．3.4 J
