第一章 第四节 动量守恒定律的应用（课时作业）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第一册同步导学案（粤教版）

基础达标练 1.下列图片所描述的事例或应用中，没有利用反冲运动原理的是(　　) 解析：喷灌装置是利用水流喷出时的反冲作用而运动的，章鱼在水中前行和转向利用了喷出的水的反冲作用，火箭发射是利用喷气的方式而获得动力的，利用了反冲运动原理，故A、B、C不符合题意；码头边轮胎的作用是延长碰撞时间，从而减小作用力，没有利用反冲作用，故D符合题意。 答案：D 2．质量相等的甲和乙都静止在光滑的水平冰面上。现在，其中一人向另一个人抛出一个篮球，另一人接球后再抛回。如此反复进行几次后，甲和乙最后的速率关系是(　　) A．若甲最先抛球，则一定是v甲>v乙 B．若乙最后接球，则一定是v甲>v乙 C．只有甲先抛球，乙最后接球，才有v甲>v乙 D．无论怎样抛球和接球，都是v甲>v乙 解析：因甲、乙及篮球组成的系统动量守恒，故最终甲、乙以及篮球的动量之和必为零。根据动量守恒定律有m1v1＝(m2＋m球)v2，因此最终谁接球谁的速度小，故B正确，A、C、D错误。 答案：B 3．(多选)如图所示，木块A静置于光滑的水平面上，其曲面部分MN光滑、水平部分NP粗糙。现有一物体B自M点由静止释放，设NP足够长，则以下叙述正确的是(　　) A．A、B最终以同一不为零的速度运动 B．A、B最终速度均为零 C．A物体先做加速运动，后做减速运动 D．A物体先做加速运动，后做匀速运动 解析：系统在水平方向不受外力，故系统在水平方向动量守恒，因系统初动量为零，A、B在任一时刻的水平方向动量之和也为零，因NP足够长，B最终与A速度相同，此速度为零，B选项正确；A物体由静止到运动、最终速度又为零，C选项正确。 答案：BC 4．如图所示，一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离。已知前部分的卫星质量为m1，后部分的箭体质量为m2，分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率v1为(　　) A．v0－v2 B．v0＋v2 C．v0－v2 D．v0＋(v0－v2) 解析：火箭和卫星组成的系统在分离时水平方向上动量守恒，规定初速度的方向为正方向，由动量守恒定律得(m1＋m2)v0＝m2v2＋m1v1，解得v1＝v0＋(v0－v2)，D正确。 答案：D 5．(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1、2的速度大小均为v0，则小球2的质量可能是(　　) A．m　　　　　　　 B．2m C．3m D．4m 解析：设小球2的质量为M，两球组成的系统在碰撞过程动量守恒，以小球1的初速度方向为正方向，如果碰撞后两个小球的速度同向，由动量守恒定律得mv0＝(m＋M)·v0，解得M＝4m，故B、D正确。 v0－m·v0，解得M＝2m，如果碰撞后两球速度反向，由动量守恒定律得mv0＝M· 答案：BD 6．(多选)一气球由地面匀速上升，当气球下的吊梯上站着的人沿着梯子上爬时，下列说法正确的是(　　) A．气球可能匀速上升 B．气球可能相对地面静止 C．气球可能下降 D．气球运动速度不发生变化 解析：设气球质量为M，人的质量为m，由于气球匀速上升，系统所受的外力之和为零，当人沿吊梯向上爬时，动量守恒，则(M＋m)v0＝mv1＋Mv2，在人向上爬的过程中，气球的速度为v2＝，当v2＞0时，气球可能匀速上升，当v2＝0时气球静止，当v2＜0时气球下降，所以，选项A、B、C均正确。要使气球运动速度不变，则人的速度仍为v0，即人不上爬，显然不对，D选项错误。 答案：ABC 7．如图所示，质量为M的密闭汽缸置于光滑水平面上，缸内有一隔板P，隔板右边是真空，隔板左边是质量为m的高压气体。若将隔板突然抽去，则汽缸的运动情况是(　　) A．保持静止不动 B．向左移动一定距离后恢复静止 C．最终向左做匀速直线运动 D．先向左移动，后向右移动回到原来位置 解析：突然撤去隔板，气体向右运动，汽缸做反冲运动，当气体充满整个汽缸时，它们之间的作用结束。由动量守恒定律可知，开始时系统的总动量为零，结束时总动量也必为零，汽缸和气体都将停止运动，故B正确。 答案：B 8．甲、乙两个小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏，甲和他的冰车总质量为M＝30 kg，乙和他的冰车总质量也是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 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，甲把箱子推给乙，箱子滑来时乙迅速把它抓住，不计冰车、箱子与冰面间的摩擦。 (1)若甲将箱子相对地面以速度v推出，甲的速度变为多少？(用字母表示) (2)设乙抓住迎面滑来的相对地面的速度为v的箱子后反向运动，乙抓箱子后的速度变为多少？(用字母表示) (3)若甲、乙最后不相撞，则箱子推出时的速度至少多大？