2017-2018学年（沪科版）高中物理选修3-5（同步课件+学业分层测评+教师用书）：1．3动量守恒定律的案例分析 (3份打包)

学业分层测评(三) (建议用时：45分钟) [学业达标] 1．(多选)一气球由地面匀速上升，当气球下的吊梯上站着的人沿着梯子上爬时，下列说法正确的是 ( ) A．气球可能匀速上升 B．气球可能相对地面静止 C．气球可能下降 D．气球运动速度不发生变化 【解析】设气球质量为M，人的质量为m，由于气球匀速上升，系统所受的外力之和为零，当人沿吊梯向上爬时，动量守恒，则(M＋m)v0＝mv1＋Mv2，在人向上爬的过程中，气球的速度为v2＝.当v2＞0时，气球可匀速上升；当v2＝0时气球静止；当v2＜0时气球下降．所以，选项A、B、C均正确．要使气球运动速度不变，则人的速度仍为v0，即人不上爬，显然不对，D选项错误． 【答案】ABC 2．质量为m的人在质量为M的小车上从左端走到右端，如图1­3­5所示，当车与地面摩擦不计时，那么( ) 图1­3­5 A．人在车上行走，若人相对车突然停止，则车不会突然停止 B．人在车上行走的平均速度越大，则车在地面上移动的距离也越大 C．人在车上行走的平均速度越小，则车在地面上移动的距离就越大 D．不管人以什么样的平均速度行走，车在地面上移动的距离相同 【解析】由人与车组成的系统动量守恒得：mv人＝Mv车，可知A错误；设车长为L，由m(L－x车)＝Mx车得，x车＝L，车在地面上移动的位移大小与人的平均速度大小无关，故D正确，B、C均错误． 【答案】D 3．运送人造地球卫星的火箭开始工作后，火箭做加速运动的原因是 ( ) 【导学号：06092054】 A．燃料燃烧推动空气，空气反作用力推动火箭 B．火箭发动机将燃料燃烧产生的气体向后推出，气体的反作用力推动火箭 C．火箭吸入空气，然后向后推出，空气对火箭的反作用力推动火箭 D．火箭燃料燃烧发热，加热周围空气，空气膨胀推动火箭 【解析】火箭工作的原理是利用反冲运动，是火箭燃料燃烧产生的高温高压燃气从尾喷管迅速喷出时，使火箭获得的反冲速度，故选项B正确． 【答案】B 4．(多选)A、B两球沿一直线运动并发生正碰，如图1­3­6所示为两球碰撞前后的位移图像．a、b分别为A、B两球碰前的位移图像，c为碰撞后两球共同运动的位移图像，若A球质量是m＝2 kg，则由图像判断下列结论正确的是( ) 【导学号：06092009】 图1­3­6 A．A、B碰撞前的总动量为3 kg·m/s B．碰撞时A对B所施冲量为－4 N·s C．碰撞前后A的动量变化量为8 kg·m/s D．碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能为10 J 【解析】根据图像可以求出碰撞前小球的速度vA＝－3 m/s，vB＝2 m/s；碰撞后两球共同运动的速度v＝－1 m/s，根据动量守恒定律有mB＝×(－1－2) N·s＝－4 N·s；碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能为10 J．故选BD. kg·m/s.碰撞前后A的动量变化量为4 kg·m/s；碰撞时A对B所施冲量为 kg，即碰撞前的总动量为－ 【答案】BD 5．如图1­3­7所示，水平面上O点的正上方有一个静止物体P，炸成两块a、b水平飞出，分别落在A点和B点，且OA>OB.若爆炸时间极短，空气阻力不计，则( ) 图1­3­7 A．落地时a的速度大于b的速度 B．落地时a的速度小于b的速度 C．爆炸过程中a增加的动量大于b增加的动量 D．爆炸过程中a增加的动能小于b增加的动能 【解析】P爆炸生成两块a、b过程中在水平方向动量守恒，则mava－mbvb＝0，即pa＝pb，由于下落过程是平抛运动，由图va＞vb，因此ma＜mb，由Ek＝知Eka＞Ekb，C、D错误；由于va＞vb，而下落过程中a、b在竖直方向的速度增量为gt是相等的，因此落地时仍有v′a＞v′b，A正确，B错误． 【答案】A 6．质量为M的火箭，原来以速度v0在太空中飞行，现在突然向后喷出一股质量为Δm的气体，喷出气体相对火箭的速度为v，则喷出气体后火箭的速率为________． 【解析】依题意可知，火箭原来相对地的速度为v0，初动量为p0＝Mv0，质量为Δm的气体喷出后，火箭的质量为(M－Δm)，设气体喷出后，火箭和气体相对地的速度分别为v1和v2，则气体相对火箭的速度为：v＝v1＋v2，v2＝v－v1，选v1的方向为正方向，则系统的末动量为：p＝(M－Δm)v1＋Δm[－(v－v1)]＝Mv1－Δmv，由动量守恒定律，有p＝p0，则：Mv1－Δmv＝Mv0，所以v1＝(Mv0＋Δmv)/M. 【答案】(Mv0＋Δmv)/M 7．如图1­3­8所示，火炮连同炮弹的总质量为M，当炮管水平，火炮车在水平路面上以v1的速度向右匀速行驶中，发射一枚质量为m的炮弹后，火炮的速度变为v2，仍向右行驶．则炮弹相对炮筒的发射速度v0为________． 图