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“四翼”检测评价(二) 动量守恒定律
A组—重基础·体现综合
1.(多选)下列几种现象中,系统动量不守恒的是( )
A.子弹射穿固定在水平面上的木块
B.车原来静止在光滑的水平面上,车上的人从车头走到车尾
C.水平放置的弹簧一端固定,另一端与置于光滑水平面的物体相连,伸长的弹簧拉物体运动
D.一斜面放在粗糙水平面上,一物块沿着光滑斜面由静止开始下滑
解析:选ACD 子弹射穿固定在水平面上的木块的过程中,系统所受合外力不为零,系统动量不守恒,A符合题意;车原来静止在光滑的水平面上,车上的人从车头走到车尾,以整体为研究对象,系统所受合外力为零,故动量守恒,B不符合题意;水平放置的弹簧一端固定,另一端与置于光滑水平面的物体相连,伸长的弹簧拉物体运动,弹簧受到外界拉力作用,弹簧与物体组成的系统所受合外力不为零,所以系统动量不守恒,C符合题意;一斜面放在粗糙水平面上,一物块沿着光滑斜面由静止开始下滑,系统与水平面间存在摩擦力,所受合外力不为零,系统动量不守恒,D符合题意。
2.(多选)如图所示,在一光滑绝缘的水平面上,彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块。由静止释放后,两个物块向相反方向运动。在物块的运动过程中,下列表述正确的是( )
A.质量小的物块所受的冲量大些
B.任一时刻,两个物块的动量大小总是相等的
C.两个物块的机械能不守恒
D.两个物块构成的系统动量守恒
解析:选BCD 根据牛顿第三定律知,两个物块间库仑力大小相等,作用时间相等,由I=Ft知,两个物块所受的冲量大小相等,A错误;对于两物块组成的系统合外力为零,则系统的动量守恒,初始系统总动量为零,根据动量守恒定律知,任一时刻,两个物块的动量大小总是相等,方向相反,B、D正确;库仑力对两物块做正功,系统的电势能逐渐减少,则系统的机械能增加,C正确。
3.(2022·汕头高二检测)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:选D 对火箭和卫星组成的系统由动量守恒定律得(m1+m2)v0=m2v2+m1v1,解得v1==v0+(v0-v2),D正确。
4.如图所示,甲、乙两物体在光滑水平面上沿同一直线相向运动,甲、乙物体的速度大小分别为3 m/s和1 m/s;碰撞后甲、乙两物体都反向运动,速度大小均为2 m/s。则甲、乙两物体质量之比为( )
A.2∶3 B.2∶5 C.3∶5 D.5∶3
解析:选C 选取碰撞前甲物体的速度方向为正方向,根据动量守恒定律有m甲v1-m乙v2=-m甲v1′+m乙v2′,代入数据,可得m甲∶m乙=3∶5,C正确。
5.(2022·东莞高二检测)质量为m=1 kg的物体在离地面高5 m处自由下落,正好落在以5 m/s的速度沿光滑水平面匀速行驶的装有沙子的小车中,车和沙子的总质量为M=4 kg,当物体与小车相对静止后,小车的速度为( )
A.3 m/s B.4 m/s C.5 m/s D.6 m/s
解析:选B 物体自由下落,落入沙子中,物体、车和沙子组成的系统水平方向动量守恒,由Mv0=(M+m)v可得物体与小车相对静止后,小车的速度v==4 m/s,B正确。
6.(多选)如图所示,光滑水平面上静止着一辆质量为M的小车,小车上有一光滑的、半径为R的圆弧轨道。现有一质量为m的光滑小球从轨道的上端由静止开始释放,下列说法正确的是( )
A.小球下滑过程中,小车和小球组成的系统总动量守恒
B.小球下滑过程中,小车和小球组成的系统总动量不守恒
C.小球下滑过程中,小车和小球组成的系统在水平方向上动量守恒
D.小球下滑过程中,小车和小球组成的系统机械能守恒
解析:选BCD 小车和小球在水平方向上的合力为零,此方向上动量守恒,总的合力不为零,所以总的动量不守恒;除重力和系统内弹力以外的力不做功,小车和小球组成的系统机械能守恒,B、C、D正确,A错误。
7.如图所示,一个木箱原来静止在光滑水平面上,木箱内粗糙的底板上放着一个小木块,木箱和小木块都具有一定的质量。现使木箱获得一个向右的初速度v0,则( )
A.小木块和木箱最终都将静止
B.小木块最终将相对木箱静止,二者一起向右运动
C.小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞,而木箱一直向右运动
D.如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止,则二者将一起向左运动
解析:选B 木箱和小木块具有向右的动量,并且相互作用的过程中总动量守恒,A、D错误;由于小木块与底板