【全优课堂】2016高考物理总复习 第6章 第1课时 动量和动量守恒定律分组训练
A组 动量守恒条件的应用
1.如图9所示,光滑水平面上两小车中间夹一压缩了的轻弹簧,两手分别按住小车,使它们静止,对两车及弹簧组成的系统,下列说法中不正确的是( )
图9
A.两手同时放开后,系统总动量始终为零
B.先放开左手,后放开右手,动量不守恒
C.先放开左手,后放开右手,总动量向左
D.无论何时放手,两手放开后在弹簧恢复原长的过程中,系统总动量都保持不变,但系统的总动量不一定为零
【答案】B
【解析】当两手同时放开时,系统所受的合外力为零,所以系统的动量守恒,又因开始时总动量为零,故系统总动量始终为零,选项A正确;先放开左手,左边的物体就向左运动,当再放开右手后,系统所受合外力为零,故系统的动量守恒,且开始时总动量方向向左,放开右手后总动量方向也向左,故选项B错而C、D正确.
2.在如图10所示的装置中,木块B与水平桌面间的接触是光滑的,子弹沿水平方向射入木块后留在其中,将弹簧压缩到最短.若将子弹、木块和弹簧合在一起作为系统,则此系统在从子弹开始射入到弹簧被压缩至最短的整个过程中( )
图10
A.动量守恒、机械能守恒 B.动量不守恒、机械能不守恒
C.动量守恒、机械能不守恒 D.动量不守恒、机械能守恒
【答案】B
【解析】
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子弹射入木块是瞬间完成的,这个过程相当于子弹与木块发生一次完全非弹性碰撞,动量守恒,机械能不守恒,一部分动能转化为内能,之后木块(连同子弹)压缩弹簧,将其动能转化为弹性势能,这个过程机械能守恒,但动量不守恒.由于左侧挡板支持力的作用,使系统的动量不断减少,所以整个过程中,动量和机械能均不守恒.
B组 动量守恒定律的应用
3.(2013·江苏)如图11所示,进行太空行走的宇航员A和B的质量分别为80 kg和100 kg,他们携手远离空间站,相对空间站的速度为0.1 m/s.A将B向空间站方向轻推后,A的速度变为0.2 m/s,求此时B的速度大小和方向.
图11
【答案】见解析
【解析】根据动量守恒(mA+mB)v0=mAvA+mBvB,解得vB=0.02 m/s,离开空间站方向.
4.如图12所示,木块A的质量mA=1 kg,足够长的木板B的质量mB=4 kg,质量为mC=2 kg的木块C置于木板B上,水平面光滑,B、C之间有摩擦.现使A以v0=10 m/s的初速度向右匀速运动,与B碰撞后将以vA′=4 m/s速度弹回.求:
图12
(1)B运动过程中的最大速度.
(2)C运动过程中的最大速度.
【答案】(1)3.5 m/s (2) m/s
【解析】(1)碰后瞬间B速度最大,由动量守恒定律得
mAv0=mA(-vA′)+mBvB
所以vB== m/s=3.5 m/s.
(2)B、C以共同速度运动时,C速度最大,由动量守恒定律得
mBvB=(mB+mC)vC
所以vC== m/s
= m/s.
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