高中物理 第十六章 第二、三节 动量和动量守恒定律练案 新人教版选修3-5（通用）

高中物理 第十六章 第二、三节 动量和动量守恒定律练案 新人教版选修3-5（通用）

第十六章 动量守恒定律 ‎ 动量和动量守恒定律 当堂检测 A组（反馈练）‎ ‎1、下列说法中不正确的是（ ）‎ A．物体的动量改变，则合外力一定对物体做了功；‎ B．物体的运动状态改变，其动量一定改变；‎ C．物体的动量发生改变，其动能一定发生改变 D．物体的动能改变，其动量一定发生改变。‎ ‎2、下列运动中，在任何相等的时间内物体的动量变化完全相同的是( )．‎ A．竖直上抛运动(不计空气阻力) B．平抛运动(不计空气阻力)‎ C．匀速圆周运动 D．匀速直线运动 ‎3、如图所示，p、p’分别表示物体前、后的动量，短线表示的动量大小为‎15kg·m/s，长线表示的动量大小为‎30kg·m／s，箭头表示动量的方向．在下列所给的四种情况下，物体动量改变量相同的是( )．‎ A.①② B.②④‎ C.①③ D.③④‎ ‎4．如图16－3－5所示，三辆完全相同的平板小车a、b、c成一直线排列，静止在光滑水平面上．c车上有一小孩跳到b车上，接着又立即从b车跳到a车上．小孩跳离c车和b车时对地的水平速度相同．他跳到a车上相对a车保持静止，此后(　　)‎ A．a、b两车运动速率相等 B．a、c两车运动速率相等 C．三辆车的速率关系vc＞va＞vb D．a、c两车运动方向相同 图16－3－5‎ ‎5．如图16－3－6所示，在光滑的水平面上，小车M内有一弹簧被A和B两物体压缩，A和B的质量之比为1∶2，它们与小车间的动摩擦因数相等，释放弹簧后物体在极短时间内与弹簧分开，分别向左、右运动，两物体相对小车静止下来，都未与车壁相碰，则(　　)‎ A．B先相对小车静止下来 B．小车始终静止在水平面上 C．最终小车静止在水平面上 D．最终小车相对水平面位移向右 图16－3－6‎ ‎6．一辆平板车停止在光滑的水平面上，车上一人(原来也静止)用大锤敲打车的左端，如图 ‎16－3－7在锤的连续敲打下，这辆平板车将 ( )‎ 图16－3－7‎ ‎ A．左右来回运动 B．向左运动 C．向右运动 D．静止不动 B组（拓展练）‎ ‎1．如图16－3－8所示，水平桌面上放着一个半径为R的光滑环形轨道，在轨道内放入两个质量分别是M和m的小球(均可看做质点)，两球间夹着少许炸药．开始时两球接触，点燃炸药爆炸后两球沿轨道反向运动一段时间后相遇．到它们相遇时，M转过的角度θ是多少 ?‎ 图‎16-3-8‎ ‎2．甲、乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏，甲和他的冰车质量共为M＝‎30 kg，乙和他的冰车质量也是‎30 kg，游戏时，甲推着一个质量为m＝‎15 kg的箱子和他一起以大小为v0＝‎2.0 m/s的速度滑行，乙以同样大小的速度迎面滑来，为了避免相撞，甲突然将箱子沿冰面推给乙，箱子滑到乙处时，乙迅速把它抓住，若不计冰面的摩擦力，求：‎ ‎(1)甲至少要以多大的速度(相对地面)将箱子推出，才能避免与乙相撞？‎ ‎(2)甲推出箱子时对箱子做了多少功？‎ ‎3．从地面竖直向上发射一颗礼花弹，当它上升到距地面‎500 m时竖直上升速度为‎30 m/s，此时礼花弹炸裂成质量相等的两部分(火药质量不计)，其中一部分经10 s竖直落回发射点，求炸裂时另一部分的速度大小及方向．(g＝‎10 m/s2)‎ ‎4．质量为M＝‎2 kg的小平板车静止在光滑水平面上，车的一端静止着质量为mA＝‎2 kg的物体A(可视为质点)，如图16－3－9所示，一颗质量为mB＝‎20 g的子弹以‎600 m/s的水平速度射穿A后，速度变为‎100 m/s，最后物体A仍静止在平板车上，若物体A与平板车间的动摩擦因数μ＝0.5，取g＝‎10 m/s2，求平板车最后的速度是多大？‎ 图16－3－9‎ ‎5．如图16－3－10所示，将两条磁性很强且完全相同的磁铁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‎3 m/s，乙车速度大小为‎2 m/s，相向运动并在同一条直线上．求：‎ 图16－3－10‎ ‎(1)当乙车的速度为零时，甲车的速度是多少？‎ ‎(2)若两车不相碰，试求出两车距离最短时，乙车速度为多少？‎ ‎【参考答案】‎ A组（反馈练）：1、AC 2、AB 3、C 4、C 5、ACD 6、A B组（拓展练）:‎ ‎1．解析：在炸药爆炸瞬间，两球作为一个系统，其总动量守恒．以后两小球在轨道外壁弹力作用下在水平轨道内做匀速圆周运动，经过一段时间相遇．‎ 设炸药爆炸后，M的速度为v1，m的速度为v2，两球的运动方向相反，由动量守恒定律有Mv1－mv2＝0，即Mv1＝mv2　　　　　　　　　　　①‎ 以后两球各自沿圆轨道做圆周运动，由于两球都只受外壁弹力(方向指向环中心)，因此两球都做匀速圆周运动．设经过时间t两球再次相遇，则由运动学公式有 v1t＋v2t＝2πR ②‎ 由①式有v2＝v1，代入②得：v1t＝ v1t就是小球M在圆环轨道内移过的距离(即弧长)．‎ 因此，小球M转过的角度θ＝＝.‎ 答案： ‎2．解析：(1)设三个物体的共同速度为v，根据系统动量守恒，有：(M＋m)v0－Mv0＝(M＋m＋M)v，‎ v＝＝ m/s＝‎0.40 m/s.‎ 设箱子被推出的速度为v′，根据箱子、乙二者动量守恒有：‎ mv′－Mv0＝(M＋m)v，‎ v′＝＝ m/s ‎＝5.2 m/s.‎ ‎(2)根据动能定理，甲对箱子所做的功为：‎ W＝mv′2－mv＝×15×(5.22－22) J ‎＝172.8 J.‎ 答案：(1)5.2 m/s　(2)172.8 J ‎3．解析：设经10 s竖直落回发射点的部分炸裂时速度为v1.‎ 则h＝v1t＋gt2，代入数据解得：v1＝0.‎ 对爆炸过程，取向上为正方向，另一部分的速度设为v，‎ 由动量守恒定律得：mv0＝v＋v1，‎ 即m×30 m/s＝ v＋0‎ 解得v＝60 m/s，方向竖直向上．‎ 答案：60 m/s，方向竖直向上 ‎4．解析：对子弹和物体A由动量守恒定律有 mBv0＝mBv1＋mAvA 对物体A与平板车有：mAvA＝(mA＋M)v 联立解得：v＝2.5 m/s.‎ 答案：2.5 m/s ‎5．解析：(1)设小车的质量为m，选向右方向为正方向，则由动量守恒定律：得mv甲－mv乙＝mv甲′，‎ 所以v甲′＝v甲－v乙＝1 m/s.‎ ‎(2)两车速度相等时距离最近，故有：‎ mv甲－mv乙＝2mv共，‎ 所以v共＝＝0.5 m/s.‎ 答案：(1)1 m/s　(2)0.5 m/s