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课后提升练(二) 动量守恒定律及其应用
[对应学生用书P105]
1.(2021·安徽定远三中高二月考)下列例子中,应用了反冲原理的是( )
A.洗衣机洗衣服时脱水的过程 B.体操运动员在着地时弯曲双腿
C.喷气式飞机和火箭的飞行 D.火车进站时切断动力向前滑行
C 解析:洗衣机洗衣服时脱水的过程利用的是离心现象,与反冲无关,A错误;体操运动员在着地时弯曲双腿是利用了缓冲原理,B错误;喷气式飞机和火箭的飞行都是应用了反冲的原理,C正确;火车进站时切断动力向前滑行是利用惯性,D错误。
2.如图所示,放在光滑水平面上的两物体,它们之间有一个被压缩的轻质弹簧,用细线把它们拴住。已知两物体质量之比为m1∶m2=2∶1,把细线烧断后,两物体被弹开,弹开瞬间的速度大小分别为v1和v2、动能大小分别为Ek1和Ek2,则下列判断正确的是( )
A.v1∶v2=1∶1 B.v1∶v2=2∶1
C.Ek1∶Ek2=2∶1 D.Ek1∶Ek2=1∶2
D 解析:根据动量守恒定律知p1=p2,即m1v1=m2v2,所以v1∶v2=m2∶m1=1∶2,A、B错误;由Ek=得,Ek1∶Ek2=m2∶m1=1∶2,C错误,D正确。
3.(2021·湖北武汉华中师大附中高二期末)一只青蛙从荷叶上跳入水中,若不考虑水和空气的阻力,下列表述中正确的是( )
A.青蛙与荷叶组成的系统动量守恒
B.起跳时,荷叶对青蛙做正功,青蛙的动能增加
C.整个过程中,青蛙与荷叶组成的系统机械能可能守恒
D.整个过程中,青蛙与荷叶组成的系统机械能一定不守恒
D 解析:青蛙与荷叶组成的系统在水平方向动量守恒,但在竖直方向动量不守恒,所以总动量不守恒,A错误;起跳时,荷叶对青蛙不做功,青蛙本身对自己做功,青蛙的动能增加,B错误;整个过程中,青蛙本身对自己做功,因此青蛙与荷叶组成的系统机械能一定增加,C错误,D正确。
4.(2021·江西新余四中高二开学考试)一辆小车静止在光滑的水平面上,小车的立柱上用一条长为L的轻绳拴一个小球,小球与悬点在同一水平面上,轻绳拉直后小球从A点静止释放,如图所示。上述过程不计一切阻力,下面说法中正确的是( )
A.小球的机械能守恒,动量守恒
B.小车的机械能守恒,动量也守恒
C.小球和小车组成的系统机械能守恒,水平方向上动量守恒
D.小球和小车组成的系统机械能不守恒,总动量不守恒
C 解析:在小球运动的同时,小车在水平面上也要运动,因此绳子拉力方向与小球的速度方向不垂直,则绳子拉力对小球要做功,所以小球的机械能不守恒;小球在运动过程中有向心加速度,竖直方向具有向上的分加速度,小车和小球组成的系统处于超重状态,地面对小车的支持力大于小车和小球的总重力,系统所受的合力不为0,则系统的总动量不守恒,A、B错误;以小球和小车组成的系统为研究对象,只有小球的重力做功,系统的机械能守恒。系统水平方向不受外力,则系统水平方向上动量守恒,C正确,D错误。
5.如图所示,质量为M的小车静止在光滑的水平地面上,小车上有n个质量为m的小球,现用两种方式将小球相对于地面以恒定速度v向右水平抛出:第一种方式是将n个小球一起抛出;第二种方式是将小球一个接一个地抛出。比较这两种方式下,抛完小球后小车的最终速度( )
A.第一种较大 B.第二种较大
C.两种一样大 D.不能确定
C 解析:抛球的过程动量守恒。第一种方式全部抛出,取向右为正方向,则有0=nmv-Mv′,得v′=;第二种方式是将小球一个接一个地抛出,每抛出一个小球列动量守恒方程,由数学归纳的思想可得v′=,C正确。
6.某学习小组在探究反冲运动时,将质量为m1的一个小液化气瓶固定在质量为m2的小玩具船上,利用液化气瓶向外喷射气体作为船的动力。现在整个装置静止放在平静的水面上,已知打开瓶后向外喷射气体的对地速度大小为v1,如果在Δt的时间内向后喷射的气体的质量为Δm,忽略水的阻力,则喷射出质量为Δm的气体后,小船的速度大小是多少?
答案:
解析:由动量守恒定律得
(m1+m2-Δm)v船-Δmv1=0,
解得v船=。
7.(多选)如图所示,开始时小车C静止在光滑地面上,A、B两人站在车的两端,之后这两人同时开始相向行走,发现车向左运动。分析小车运动的原因可能是( )
A.A、B质量相等,但A比B速率大 B.A、B质量相等,但A比B速率小
C.A、B速率相等,但A比B的质量大 D.A、B速率相等,但A比B的质量小
AC 解析:两人及车组成的系统动量守恒,则mAvA-mBvB-mCvC=0,得mAvA-mBvB>0,A、C正确。
8.(多选)(2021·山东烟台一中高二期末)为增大拦截导弹的拦截机率,减小拦截失败后对地面的影响,设计拦截导弹在最高点爆炸。已知某次拦截中,弹体炸裂成a、b两块,若质量较大的a速度