课时作业(6) 自然界中的守恒定律（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（粤教版2019）

课时作业(6)　自然界中的守恒定律 1．如图所示，光滑的水平地面上放着一个光滑的凹槽，槽两端固定有两轻质弹簧，一弹性小球在两弹簧间做往复运动，把槽、小球和弹簧视为一个系统，则在运动过程中(　　) A．系统的动量守恒，机械能不守恒 B．系统的动量守恒，机械能守恒 C．系统的动量不守恒，机械能守恒 D．系统的动量不守恒，机械能不守恒 B　[槽、小球和弹簧组成的系统所受合外力等于零，动量守恒；在运动过程中，小球和槽通过弹簧相互作用，系统的动能和弹性势能相互转化，机械能守恒，B项正确．] 2．如图所示，小球A和小球B质量相同，B置于光滑水平面上，A从高为h处由静止摆下，到达最低点恰好与B相撞，并黏合在一起继续摆动，它们能上升的最大高度是(　　) A．h　　　　　　　　 B.h C.h D.h C　[对A由机械能守恒mgh＝mv2，得v＝.碰撞过程，由动量守恒mv＝2mv′，得v′＝.设碰撞后A、B整体上升的最大高度为h′，则由机械能守恒得2mgh′＝×2mv′2，解得h′＝，C正确．] 3．质量相等的三个物块在一光滑水平面上排成一直线，且彼此隔开了一定的距离，如图所示．具有动能E0的第1个物块向右运动，依次与其余两个静止物块发生碰撞，最后这三个物块粘在一起，这个整体的动能为(　　) A．E0 B. C. D. C　[碰撞中动量守恒mv0＝3mv1，得v1＝，由题意得E0＝mv，则Ek′＝×3mv，解得Ek′＝，故C正确．] 4．质量相等的A、B两球之间压缩一根轻弹簧，静止于光滑水平桌面上，当用板挡住小球A而只释放B球时，B球被弹出落到距桌边水平距离为s的地面上，如图所示．若再次以相同量压缩该弹簧，取走A左边的挡板，将A、B同时释放，则B球的落地点距桌边为(　　) A. B.s C．s D.s D　[用板挡住A球只释放B球时，弹簧的弹性势能转化为B球的动能，mv＝Ep　①，再次以相同量压缩弹簧而同时释放A、B两球，此时A、B组成的系统动量守恒，则弹性势能转化为两球的总动能，因二者质量相同，所以2×mvB′2＝Ep　②，由①②可知vB＝vB′，结合平抛运动知识可知，B球落地点距桌边s′＝s，D选项正确．] 5．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，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．弹开时，v1∶v2＝1∶1 B．弹开时，v1∶v2＝2∶1 C．弹开时，Ek1∶Ek2＝2∶1 D．弹开时，Ek1∶Ek2＝1∶2 D　[根据动量守恒定律知，m1v1＝m2v2，所以v1∶v2＝m2∶m1＝1∶2，选项A、B错误；由Ek＝得，Ek1∶Ek2＝m2∶m1＝1∶2，选项C错误，D正确．] 6．一个物体静置于光滑水平面上，外面扣一质量为M的盒子，如图甲所示．现给盒子一初速度v0，此后，盒子运动的v­t图像呈周期性变化，如图乙所示，请据此求盒内物体的质量． 解析　设物体的质量为m，t0时刻受盒子碰撞获得速度v，根据动量守恒定律得：Mv0＝mv① 3t0时刻物体与盒子右壁碰撞使盒子速度又变为v0，说明碰撞是弹性碰撞，由机械能守恒有：Mv＝mv2② 联立①②解得m＝M. 答案　M 7．如图所示，在光滑的水平面上静止放一质量为m的木板B，木板上表面光滑，左端固定一轻质弹簧．质量为2m的物块A以速度v0从木板的右端水平向左滑上木板B.在物块A与弹簧相互作用的过程中，下列判断正确的是(　　) A．弹簧压缩量最大时，木板B运动速率最大 B．木板B的加速度一直增大 C．整个过程中，弹簧给物块A的冲量大小为 D．弹簧的最大弹性势能为 D　[当物块A、木板B的速度相同时，弹簧的压缩量最大，弹簧的弹性势能最大，设木板B和物块A速度相同时的速度为v，则此时弹簧的弹性势能为Epm，由动量守恒定律和能量守恒定律可得2mv0＝(2m＋m)v，×2mv＝(2m＋m)v2＋Epm，解得v＝v0，Epm＝mv，选项D正确；该过程中弹簧给物块A的冲量大小等于物体A动量的变化量，即等于，但此后弹簧要恢复原长，弹簧弹力对木板B做正功，又弹簧弹力逐渐减小，故木板B做加速度减小的加速运动，选项A、B错误；弹簧恢复原长的过程对物块A做负功，物块A的速度减小，动量减小，故整个过程中，弹簧给物块A的冲量大小大于，选项C错误．] 8．(多选)在光滑的水平桌面上有等大的质量分别为M＝0.6 kg、m＝0.2 kg的两个小球，中间夹着一个被压缩的具有Ep＝10.8 J弹性势能的轻弹簧(轻弹簧与两球不拴接)，原来处于静止状态．现突然释放轻弹簧，质量为m的球脱离轻弹簧后滑向与水平