课时分层作业(三) 动量守恒定律的应用
(时间:40分钟 分值:100分)
[基础达标练]
一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)
1.两球在水平面上相向运动,发生正碰后都变为静止.可以肯定的是,碰前两球的( )
A.质量相等 B.动能相等
C.动量大小相等 D.速度大小相等
C [两球组成的系统碰撞过程中满足动量守恒,两球在水平面上相向运动,发生正碰后都变为静止,故根据动量守恒定律可以断定碰前两球的动量大小相等、方向相反,选项C正确.]
2.(多选)质量为m的人在质量为M的小车上从左端走到右端,如图所示,当车与地面间摩擦不计时,那么( )
A.人在车上行走,若人相对车突然停止,则车也突然停止
B.人在车上行走的平均速度越大,则车在地面上移动的距离也越大
C.人在车上行走的平均速度越小,则车在地面上移动的距离就越大
D.不管人以什么样的平均速度行走,车在地面上移动的距离相同
AD [由人与车组成的系统动量守恒得:mv人=Mv车,可知A正确;设车长为L,由m(L-x车)=Mx车得,x车=L,车在地面上移动的位移大小与人的平均速度大小无关,故D正确,B、C均错误.]
3.(多选)在光滑水平面上,动能为Ek0、动量大小为p0的小钢球1与静止小钢球2发生碰撞,碰撞前后球1的运动方向相反,将碰撞后球1的动能和动量的大小分别记为Ek1、p1,球2的动能和动量的大小分别记为Ek2、p2,则必有( )
A.Ek1<Ek0 B.p1<p0
C.Ek2>Ek0 D.p2>p0
ABD [两个钢球在相碰过程中同时遵守能量守恒和动量守恒,由于外界没有能量输入,而碰撞中可能产生热量,所以碰后的总动能不会超过碰前的总动能,即Ek1+Ek2≤Ek0,A正确,C错误;另外,A选项也可写成<,B正确;根据动量守恒,设球1原来的运动方向为正方向,有p2-p1=p0,D正确.]
4.小车AB静置于光滑的水平面上,A端固定一个轻质弹簧,B端粘有橡皮泥,AB车质量为M,长为L.质量为m的木块C放在小车上,用细绳连结于小车的A端并使弹簧压缩,开始时AB与C都处于静止状态,如图所示.当突然烧断细绳,弹簧被释放,使木块C向B端冲去,并跟B端橡皮泥粘在一起,以下说法中正确的是( )
A.如果AB车内表面光滑,整个系统任何时刻机械能都守恒
B.整个系统任何时刻动量都守恒
C.当木块对地运动速度为v时,小车对地运动速度为v
D.木块的位移一定大于小车的位移
B [因水平地面光滑,小车、木块、弹簧组成的系统动量守恒,有mv1=Mv2,ms1=Ms2,因不知m、M的大小关系,故无法比较s1、s2的大小关系,但当木块C与B端碰撞后,系统总动量为零,整体又处于静止状态,故B正确,C、D错误;因木块C与B端的碰撞为完全非弹性碰撞,机械能损失最大,故A错误.]
5.(多选)A、B两球沿一直线运动并发生正碰,如图所示为两球碰撞前后的位移图像.a、b分别为A、B两球碰前的位移图像,c为碰撞后两球共同运动的位移图像,若A球质量是m=2 kg,则由图像判断下列结论正确的是( )
A.A、B碰撞前的总动量为3 kg·m/s
B.碰撞时A对B所施冲量为-4 N·s
C.碰撞前后A的动量变化量为4 kg·m/s
D.碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能为10 J