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“四翼”检测评价(二) 动量守恒定律及其应用
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.滑雪运动是人们酷爱的户外体育活动,现有质量为m的人站立于雪橇上,如图所示。人与雪橇的总质量为M,人与雪橇以速度v1在水平面上由北向南运动(雪橇所受阻力不计)。当人相对于雪橇以速度v2竖直跳起时,雪橇向南的速度大小为( )
A. B.
C. D.v1
解析:选D 雪橇所受阻力不计,人起跳后,人和雪橇组成的系统在水平方向不受外力,系统水平方向上动量守恒,起跳后人和雪橇的水平速度相同,设为v。取向南为正方向,由水平方向上动量守恒得:Mv1=Mv,得 v=v1,方向向南,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,此时从砂车上方落下一只质量为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.(2023·泉州高二检测)如图所示,设质量为M的导弹运动到空中最高点时速度为v0,突然炸成两块,质量为m的一块以速度v沿v0的方向飞去,则另一块的运动( )
A.一定沿v0的方向飞去
B.一定沿v0的反方向飞去
C.可能做自由落体运动
D.以上说法都不对
解析:选C 以整个导弹为研究对象,取v0的方向为正方向。根据爆炸的瞬间系统在水平方向上动量守恒,有Mv0=(M-m)v′+mv,则得另一块的速度为v′=,若Mv0>mv,则v′>0,说明另一块可能沿v0的方向飞去;若Mv0<mv,则v′<0,说明另一块沿v0的反方向飞去;若Mv0=mv,则v′=0,说明另一块做自由落体运动,故选C。
6.(2023·福州高二检测)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