内容正文:
1.在下列几种现象中,所选系统动量守恒的有( )
A. 原来静止在光滑水平面上的车,从水平方向跳上一个人,人车为一系统
B. 运动员将铅球从肩窝开始加速推出,以运动员和铅球为一系统
C. 从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢中,以重物和车厢为一系统
D. 光滑水平面上放一斜面,斜面也光滑,一个物体沿斜面滑下,以物体和斜面为一系统
【答案】A
【解析】判断动量是否守恒的方法有两种:第一种,从动量守恒的条件判定,动量守恒定律成立的条件是系统受到的合外力为零,故分析系统受到的外力是关键.第二种,从动量的定义判定,B选项叙述的系统,初动量为零,末动量不为零.C选项末动量为零而初动量不为零.D选项,在物体沿斜面下滑时,向下的动量增大.
2.(多选)汽车拉着拖车在平直的公路上匀速行驶,突然拖车与汽车脱钩,而汽车的牵引力不变,各自受的阻力不变,则在拖车停止运动前( )
A. 汽车和拖车的总动量不变
B. 汽车和拖车的总动能不变
C. 汽车和拖车的总动量增加
D. 汽车和拖车的总动能增加
【答案】AD
【解析】对于整体而言,牵引力和阻力的大小都没变,整体的合力还是为零,所以整体的动量守恒,A正确,C错误;当拖车与汽车脱钩后,汽车的牵引力不变,但是汽车受到的拖车的拉力为零,所以汽车要做加速运动,拖车做减速运动,汽车的位移大于拖车的位移,对系统而言,牵引力做的功比阻力做的功多,所以汽车和拖车的总动能要增加,B错误,D正确
3.如图所示,在光滑水平面上放一个质量为M的斜面体,质量为m的物体沿斜面由静止开始自由下滑,下列说法中正确的是( )
A. M和m组成的系统动量守恒
B. M和m组成的系统所受合力方向向上
C. M和m组成的系统水平方向动量守恒
D. M和m组成的系统竖直方向动量守恒
【答案】C
【解析】M和m组成的系统在水平方向上所受合外力为零,水平方向系统动量守恒;竖直方向系统所受合外力不为零,且方向向下,系统在竖直方向上动量不守恒,则M和m组成的系统动量不守恒.故A、B、D错误,C正确.
4.如图所示,小车AB静止于水平面上,A端固定一个轻质弹簧,B端粘有橡皮泥.小车AB质量为 M,质量为m的木块C放在小车上,CB距离为L.用细线将木块连接于小车的A端并使弹簧压缩.开始时小车AB与木块C都处于静止状态,现烧断细线,弹簧被释放,使木块离开弹簧向B端滑去,并跟B端橡皮泥粘在一起.所有摩擦均不计,对整个过程,以下说法正确的是( )
A. 整个系统机械能守恒
B. 整个系统机械能不守恒,动量也不守恒
C. 当木块的速度最大时,小车的速度也最大
D. 最终整个系统匀速运动
【答案】C
【解析】弹簧被释放过程系统机械能守恒,而木块C跟B端橡皮泥粘在一起的过程是非弹性碰撞,机械能有损失,所以对整个过程,系统机械能不守恒,故A错误.系统在整个过程中受到的合外力保持为零,动量守恒,故B错误. 设弹簧释放后,木块C速度大小为v,小车速度大小为v1,取水平向右为正方向,由动量守恒定律得:mv-Mv1=0,得:v1=v,故v1与v成正比,当木块的速度v最大时,小车的速度v1也最大,故C正确.设C与橡皮泥粘在一起时系统的速度为v′,由系统的动量守恒得:(M+m)v′=0,得:v′=0,所以最终系统静止不动,故D错误.
5.如图所示,装有炮弹的大炮总质量为M,炮弹的质量为m,炮筒水平放置,炮弹水平射出时相对地面的速率为v0,则炮车后退的速率为( )
A. v0
B.
C.
D. v0
【答案】C
【解析】炮弹离开炮口时,炮弹和炮车在水平方向受到的外力相对于内力可忽略不计,则系统在水平方向动量守恒.取炮车后退的方向为正,以炮弹和炮车组成系统为研究对象,根据水平方向动量守恒有:(M-m)v′-mv0=0
解得炮车后退的速率为v′=.
6.(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( )
A. 当小球到达最低点时,木块有最大速率
B. 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
【答案】ABD
【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.
7.如图7所示,在一光滑的水平面上,有质量相同的三个小球A、B、C,其中B、C静止,中间连有一轻弹簧,弹簧处于自由伸长状态,现小球A以速度v与小球B正碰并粘在一起,碰撞时间极短,则碰后瞬间( )
图7
A. A、B的速度变为v3,C的速度仍为0
B. A、B、C的速度均