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第22练 动量守恒定律及其应用
[footnoteRef:2]答案见P180 [2:
[易错警示]应用动量守恒定律应注意的两个问题
(1)确定所研究的系统。
(2)系统中各物体的速度是不是相对地面的速度,若不是,则应转换成相对于地面的速度。]
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考向1 动量守恒条件的理解
【1】(2021·全国乙,14,6分,难度★★)如图所示,光滑水平地面上有一小车,一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连,另一端与滑块相连,滑块与车厢的水平底板间有摩擦。用力向右推动车厢使弹簧压缩,撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动。在地面参考系(可视为惯性系)中,从撤去推力开始,小车、弹簧和滑块组成的系统( )
A.动量守恒,机械能守恒 B.动量守恒,机械能不守恒
C.动量不守恒,机械能守恒 D.动量不守恒,机械能不守恒
考向2 动量守恒定律的应用
2(2019·江苏,12(1),4分,难度★★)质量为M的小孩站在质量为m的滑板上,小孩和滑板均处于静止状态,忽略滑板与地面间的摩擦。小孩沿水平方向跃离滑板,离开滑板时的速度大小为v,此时滑板的速度大小为( )
A.v B.v C. v D. v
考向3 涉及弹簧的动量能量问题
【3】(2021·湖南,8,5分,难度★★★)(多选)如图甲所示,质量分别为mA、mB的A、B两物体用轻弹簧连接构成一个系统,外力F作用在A上,系统静止在光滑水平面上(B靠墙面),此时弹簧形变量为x。撤去外力并开始计时,A、B两物体运动的a-t图像如图乙所示,S1表示0到t1时间内A的a-t图线与坐标轴所围面积大小,S2、S3分别表示t1到t2时间内A、B的a-t图线与坐标轴所围面积大小。A在t1时刻的速度为v0。下列说法正确的是( )
甲
乙
A.0到t1时间内,墙对B的冲量等于mAv0
B.mA>mB
C.B运动后,弹簧的最大形变量等于x
D.S1-S2=S3
答案见P180
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【4】(2023·湖南模拟)不在同一直线上的动量问题同样可以用正交分解法处理。某同学自制了一款飞机模型,该飞机模型飞行过程中可通过喷气在极短时间内实现垂直转弯。若该飞机模型的质量为m总(含气体),以大小为v的速度匀速飞行时,在极短时间内喷出质量为m的气体后垂直转弯,且转弯后的速度大小不变,则该飞机模型喷出的气体的速度大小为( )
[footnoteRef:3] [3:
[解题关键]判断动量守恒的两个关键环节
(1)动量守恒定律的研究对象是相互作用的物体组成的系统。判断系统的动量是否守恒,与选择哪几个物体作为系统和分析哪一段运动过程有直接关系。
(2)判断系统的动量是否守恒,要注意守恒的条件即不受外力或所受合外力为零,因此要分清哪些力是内力,哪些力是外力。]
A.v B.v
C.v D.v
5(2023·黑龙江哈尔滨三中模拟)(多选)2022年2月19日北京冬奥会上,中国选手隋文静、韩聪夺得花样滑冰双人滑冠军,五星红旗再次飘扬赛场。假设在某次训练时他们携手以1.2 m/s的速度滑行,隋文静的质量为40 kg,韩聪的质量为60 kg,滑行中韩聪迅速将隋文静沿原运动方向推开,两人分开时,隋文静相对于韩聪的速度为5.5 m/s,他们与冰面的摩擦忽略不计。下列说法正确的是( )
A.分开过程中,两位选手组成的系统动量和机械能均守恒
B.分开过程中,两位选手组成的系统动量守恒、机械能不守恒
C.分开后,韩聪相对于地面的速度大小为1 m/s
D.分开后,韩聪相对于地面的速度大小为2 m/s
【6】(2023·山东日照二模)质量为m车=2m的小车静止在光滑水平面上,其上表面水平,如图所示。质量为m的沙包(可视为质点)以初始速度v0水平抛出,抛出点到小车上表面的竖直高度h=(g为当地重力加速度),并恰好落在小车的右端且没有弹起,又恰好没从小车上滑下来。已知沙包与小车的动摩擦因数为μ。下列选项正确的是( )
A.沙包从抛出至落到小车上所用时间为
B.沙包的抛出点至小车右端的水平距离为
C.沙包与小车相互作用的整个过程中,系统的内能增加了m
D.小车的长度为
【7】(2023·河北模拟)(多选)如图甲所示,质量为m的物块P与长木板Q之间有一轻弹簧,静止在光滑的水平地面上,P与弹簧拴接,Q与弹簧接触但不拴接,Q的上表面粗糙。t=0时,物块P以初速度v0向左运动,0~2t0时间内物块P与长木板Q的a-t图像如图乙所示,2t0时刻,把质量为m的物块M放在Q的最左端,图中末画出,M最终未从Q上滑出,则( )
甲
乙
A.长