课时梯级训练(5) 动量守恒定律的应用（Word练习）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理 选择性必修 第一册（人教版2019）

课时梯级训练(5)　动量守恒定律的应用 1．在匀速行驶的船上，当船上的人相对于船竖直向上抛出一个物体时，船的速度将(水的阻力不变)(　　) A．变大 B．变小 C．不变 D．无法判定 C　解析：相对于船竖直向上抛出物体时，由于惯性，物体仍然具有和船同方向的速度，船和物体组成的系统水平方向动量守恒，故船速不变，C正确，A、B、D错误。 2.如图所示，木块A、B的质量均为2 kg，置于光滑水平面上，B与一轻质弹簧的一端相连，弹簧的另一端固定在竖直挡板上，A以4 m/s的速度向B撞击，撞击后粘在一起运动，那么弹簧被压缩到最短时，弹簧具有的弹性势能大小为(　　) A．4 J B．8 J C．16 J D．32 J B　解析：A、B在碰撞过程中动量守恒，碰后粘在一起共同压缩弹簧的过程中机械能守恒。碰撞过程中由动量守恒定律得mAvA＝(mA＋mB)v，代入数据解得v＝＝2 m/s，所以碰后A、B及弹簧组成的系统的机械能为(mA＋mB)v2＝8 J，当弹簧被压缩至最短时，系统的动能为0，只有弹性势能，由机械能守恒定律可知此时弹簧的弹性势能为8 J，B正确，A、C、D错误。 3.(多选)质量分别为M和m0的两滑块用轻弹簧连接，均以恒定速度v沿光滑水平面运动，且与位于正前方的质量为m的静止滑块发生碰撞，如图所示，碰撞时间极短，在此过程中，下列情况可能发生的是(　　) A．M、m0、m速度均发生变化，碰后分别为v1、v2、v3，且满足(M＋m0)v＝Mv1＋m0v2＋mv3 B．m0的速度不变，M和m的速度变为v1和v2，且满足Mv＝Mv1＋mv2 C．m0的速度不变，M和m的速度都变为v′，且满足Mv＝(M＋m)v′ D．M、m0、m速度均发生变化，M和m0的速度都变为v1，m的速度变为v2，且满足(M＋m0)v＝(M＋m0)v1＋mv2 BC　解析：M和m碰撞时间极短，在极短的时间内弹簧形变极小，可忽略不计，因而m0在水平方向上没有受到外力作用，动量不变(速度不变)，可以认为碰撞过程中m0没有参与，只涉及M和m，由于水平面光滑，弹簧形变极小，所以M和m组成的系统在水平方向上动量守恒，两者碰撞后可能具有共同速度，也可能分开，B、C正确。 4.如图所示，将一光滑的半圆槽置于光滑水平面上，槽的左侧有一固定在水平面上的物块。现让一小球自左侧槽口A的正上方从静止开始下落，与圆弧槽相切自A点进入槽内，并从C点飞出，则以下结论正确的是(　　) A．小球在半圆槽内运动的全过程中，只有重力对它做功 B．小球在半圆槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒 C．小球自半圆槽的最低点B向C点运动的过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒 D．小球离开C点以后，将做竖直上抛运动 C　解析：小球在半圆槽内由A向B运动时，由于槽的左侧有一固定在水平面上的物块，槽不会向左运动，则小球的机械能守恒，从A到B做圆周运动，小球和槽组成的系统在水平方向上所受合外力不为零，动量不守恒；小球从B到C运动的过程中，槽向右运动，系统在水平方向上所受合外力为零，动量守恒，小球的机械能不守恒，槽的支持力对其做功，A、B错误，C正确；小球离开C点时，既有竖直向上的分速度，又有水平分速度，小球做斜上抛运动，D错误。 5.如图所示，小车放在光滑的水平面上，将系绳小球拉开到一定的角度，然后同时放开小球和小车，那么在以后的过程中(　　) A．小球向左摆动时，小车向右运动，且系统动量守恒 B．小球向左摆动时，小车向右运动，系统机械能不守恒 C．小球向左摆到最高点，小球的速度为零，小车的速度不为零 D．小球向左摆到最高点，小球的速度为零，小车的速度也为零 D　解析：小球向左摆动时，小车向右运动，小球受到的重力使系统合外力不为零，故系统动量不守恒，但该过程只有重力做功，故系统机械能守恒，A、B错误；系统在水平方向合外力为零，水平方向满足动量守恒，可得m球v1＋m车v2＝0，故小球向左摆到最高点，小球的速度为零，小车的速度也为零，C错误，D正确。 6.如图所示，在光滑的水平面上，有两个质量都是m的小车A和B，两车之间用轻质弹簧相连，它们以共同的速度v0向右运动，另有一质量也为m的物体C，从高处自由落下，正好落在A车上，并与之黏合在一起，此后的运动过程中，弹簧获得的最大弹性势能为(　　) A．mv02 B．mv02 C．mv02 D．mv02 C　解析：物体C和A相互作用过程中，A和C组成的系统水平方向动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律有mv0＝2mv1，得v1＝v0，此后，当B车与A车(含物体C)速度相等时，弹簧的弹性势能最大。根据动量守恒定律得2mv0＝3mv2，得v2＝v0，由机械能守恒定律得，弹簧的最大弹性势能Ep＝mv02＋×2m