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专题课:动量守恒定律的应用
1.BCD [解析] 当C在A上滑行时,对A、C组成的系统,B对A的作用力为外力,不等于0,系统动量不守恒,故A错误;当C在B上滑行时,A、B已分离,对B、C组成的系统,合外力为零,系统动量守恒,故B正确;若将A、B、C三木块视为一个系统,则所受合外力为零,系统动量守恒,故C、D正确.
2.B [解析] 当子弹C在木块A中运动时,B对A、C组成的系统有力的作用,则A、C组成的系统动量不守恒,A错误;当子弹C在木块B中运动时,A已经和B脱离,则B、C组成的系统受合外力为零,则B、C组成的系统动量守恒,因此时A的动量也守恒,则A、B、C组成的系统动量守恒,B正确,D错误;当子弹C在木块A中运动时,A、B、C组成的系统受合外力为零,则动量守恒,C错误.
3.B [解析] 由于五个物块组成的系统水平方向不受外力作用,故系统在水平方向上动量守恒,由动量守恒定律得mv0=5mv,得v=v0,即它们最后的速度为v0,B正确.
4.(1)2.1 m/s (2)4 m/s
[解析] (1)取向右为正方向,设木块A的最终速度为v1,由动量守恒定律,对A、B、C有
m0v0=mAv1+(mB+m0)·v
解得v1=2.1 m/s
(2)设C滑离A时的速度为v2,当C滑离A后,由动量守恒定律,对B、C有m0v2+mBv1=(mB+m0)v
解得v2=4 m/s
5.5.2 m/s
[解析] 取甲开始运动的方向为正方向,设甲推出箱子后的速度为v1,箱子的速度为v,以甲和箱子为系统,则由动量守恒定律得(m+M)v0=Mv1+mv
设乙抓住箱子后其速度为v2,取箱子和乙为系统,则由动量守恒定律得mv-Mv0=(m+M)v2
而甲、乙不相碰的条件是v2≥v1,当v1=v2时,甲推箱子的速度最小
联立以上各式可得v=5.2 m/s
即甲至少要以5.2 m/s的速度将箱子推开,才能避免与乙相撞
6.C [解析] 两车以及人组成的系统,动量守恒,规定向右为正方向,有0=MvB-(M+m)vA, 解得=,故选C.
7.B [解析] 取水平向右为正方向,小孩第一次推出A车时,有mBv1-mAv=0,解得v1=v,第n次推出A车时,有mAv+mBvn-1=-mAv+mBvn,则vn-vn-1=v,所以vn=v1+(n-1)v,当vn≥v时,再也接不到A车,由以上各式得n≥5.5,取n=6,故B正确,A、C、D错误.
8.2 m/s
[解析] 长木板A与滑块C处于光滑水平轨道上,两者碰撞时间极短,长木板A与滑块C组成的系统在碰撞过程中动量守恒,取水平向右为正方向
则mAv0=mAvA+mCvC
长木板A和滑块B达到共同速度后,恰好不再与滑块C碰撞,即最后三者速度相等,即vC=v
(mA+mB)v0=(mA+mB+mC)v
联立解得vA=2 m/s
9.v0≤v≤v0
[解析] 设水平向左为正方向,甲车(包括人)滑下斜坡后速度大小为v1,由机械能守恒定律有
(m1+M)=(m1+M)gh
解得v1==2v0
人跳离甲车的水平速度(相对地面)为v ,在人跳离甲车和人跳上乙车过程中各自动量守恒,设人跳离甲车和跳上乙车后,两车的速度大小分别为v1'和v2',则人跳离甲车时,有(M+m1)v1=Mv+m1v1'
人跳上乙车时,有Mv-m2v0=(M+m2)v2'
解得v1'=6v0-2v ,v2'=v-v0
两车不发生碰撞的临界条件是v1'=±v2'
当v1'=v2'时,解得v=v0
当v1'=-v2'时,解得v=v0
故v的取值范围为v0≤v≤v0
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专题课:动量守恒定律的应用
(时间:40分钟 总分:66分)
(选择题每小题4分)
◆ 知识点一 多物体、多过程中动量守恒的判断
1.(多选)如图所示,A、B两木块紧靠在一起且静止于光滑水平面上,木块C(可视为质点)以一定的初速度v0从A的左端开始向右滑行,最后停在木块B的右端,对此过程,下列叙述正确的是 ( )
A.当C在A上滑行时,A、C组成的系统动量守恒
B.当C在B上滑行时,B、C组成的系统动量守恒
C.无论C是在A上滑行还是在B上滑行,A、B、C三木块组成的系统动量都守恒
D.当C在B上滑行时,A、B、C组成的系统动量守恒
2.[2026·重庆江津中学高二月考] 如图所示,A、B两木块紧靠在一起且静止于光滑水平面上,一颗子弹C以一定的速度v0向右从A的左端射入,穿过木块A后进入木块B,最后从B的右端射出,在此过程中下列叙述正确的是 ( )
A.当子弹C在木块A中运动时,A、C组成的系统动量守恒
B.当子弹C在木块B中运动时,B、C组成的系统动量守恒
C.当子弹C在木块A中运动时,A、B、C组成的系统动量不守恒
D.当子弹C在木块B中运动时,A、B、C组成的系统动量不守恒
◆ 知识点二 多物体、多过程中动量守恒定律的应用
3.质量相等的五个物块在一光滑水平面上排成一条直线,且彼此隔开一定的距离,具有初速度v0的第5号物块向左运动,依次与其余四个静止物块发生碰撞,如图所示,最后这五个物块粘成一个整体,则它们最后的速度为 ( )
A.v0 B.
C. D.
4.(10分)如图所示,在光滑水平面上有两个并排静止放置的木块A、B,已知mA=0.5 kg,mB=0.3 kg.现有质量m0=0.08 kg的小物块C以初速度v0=25 m/s在A表面沿水平方向向右滑动,由于C与A、B间均有摩擦,C最终停在B上,B、C最后的共同速度v=2.5 m/s.求:
(1)(5分)木块A的最终速度的大小;
(2)(5分)小物块C滑离木块A的瞬时速度的大小.
◆ 知识点三 动量守恒定律应用的临界问题
5.(10分)[2025·河北石家庄二中高二月考] 如图所示,甲、乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏,甲和他乘的冰车质量之和为M=30 kg,乙和他乘的冰车质量之和也为30 kg.游戏时,甲推着一个质量为m=15 kg的箱子,共同以速度v0=2.0 m/s滑行.乙以同样大小的速度迎面滑来,为了避免相撞,甲突然将箱子沿冰面推给乙,箱子滑到乙处时,乙迅速把它抓住.若不计冰面的摩擦力,求甲至少要以多大的速度(相对于地面)将箱子推出,才能避免与乙相撞.
6.如图所示,两辆质量均为M的小车A和B置于光滑的水平面上,有一质量为m的人静止站在A车上,两车静止.若这个人自A车跳到B车上,接着又跳回A车并与A车相对静止.则此时A车和B车的速度之比为 ( )
A. B.
C. D.
7.如图所示,在光滑水平面上有A、B两辆小车,水平面的左侧有一竖直墙,在小车B上坐着一个小孩,小孩与B车的总质量是A车质量的10倍.两车开始都处于静止状态,小孩把A车以相对于地面的速度v推出,A车与墙壁碰后仍以原速率返回,小孩接到A车后,又把它以相对于地面的速度v推出.每次推出,A车相对于地面的速度都是v,方向向左.若A车返回时小孩不能再接到A车,则小孩把A车推出 ( )
A.5次
B.6次
C.7次
D.8次
8.(10分)[2026·重庆八中高二月考] 如图所示,光滑水平轨道上放置长木板A(上表面粗糙)和滑块C,滑块B置于A的左端,三者质量分别为mA=2 kg,mB=1 kg,mC=2 kg.开始时C静止,A、B一起以v0=5 m/s的速度匀速向右运动,A与C发生碰撞(时间极短)后C向右运动,经过一段时间,A、B再次达到共同速度一起向右运动,且恰好不再与C碰撞.求A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小.
9.(16分)[2025·湖南长郡中学高二月考] 如图所示,甲车质量为m1=m,在车上有质量为M=2m的人,甲车(连同车上的人)从足够长的斜坡上高h处由静止滑下,到水平地面上后继续向前滑动,此时质量为m2=2m的乙车正以大小为v0的速度迎面滑来,已知h=,为了使两车不发生碰撞,当两车相距适当距离时,人从甲车跳上乙车,试求人跳离甲车的水平速度v(相对地面)应满足什么条件?不计地面和斜坡的摩擦,小车和人均可看成质点.
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