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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,故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,故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,故C正确。
3.一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 系统分离前后,由动量守恒定律有: (m1+m2)v0=m1v1+m2v2,解得:v1=v0+(v0-v2) ,故A、B、C错误,D正确。
4.质量为M的砂车沿光滑水平面以速度v0做匀速直线运动,此时从砂车上方落入一只质量为m的铁球,如图所示,则铁球落入砂车后( )
A.砂车立即停止运动
B.砂车仍做匀速运动,速度等于v0
C.砂车仍做匀速运动,速度小于v0
D.砂车仍做匀速运动,速度大于v0
解析:选C 铁球和砂车组成的系统水平方向不受外力,故水平方向动量守恒,取砂车的初速度方向为正,则有Mv0=(m+M)v′,得v′=,即砂车仍做匀速运动,速度小于v0,故C正确。
5.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。
6.(2023·绵阳高二检测)研究小组的同学们用如图所示的装置探究物体的加速度与力、质量的关系之后,对此实验又做了进一步的分析:在实验前通过垫块已经平衡了阻力,且沙和沙桶的总质量远小于小车和车上砝码的总质量,若将小车(含车上砝码)和沙(含沙桶)当成一个系统,由静止释放小车后,下列说法中正确的是( )
A.系统动量守恒,机械能守恒
B.系统动量不守恒,机械能守恒
C.系统动量守恒,机械能不守恒
D.系统动量不守恒,机械能不守恒
解析:选D 由静止释放小车后,小车的速度增加,沙桶的速度也增加,因此水平方向动量增加,竖直方向动量也增加,小车(含车上砝码)和沙(含沙桶)组成的系统动量不守恒;运动过程中,除重力做功外,摩擦力对系统做负功,小车(含车上砝码)和沙(含沙桶)组成的系统机械能减小,故D项正确,A、B、C三项错误。
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