课时规范训练(单独成册)
[基础巩固题组]
1.(多选)下列四幅图所反映的物理过程中,系统动量守恒的是( )
解析:选AC.A项中子弹和木块组成的系统在水平方向不受外力,竖直方向所受合外力为零,系统动量守恒;B项中在弹簧恢复原长的过程中,系统在水平方向始终受墙的作用力,系统动量不守恒;C项中木球与铁球组成的系统所受合外力为零,系统动量守恒;D项中木块下滑过程中,斜面始终受到挡板的作用力,系统动量不守恒.
2.如图所示,光滑水平面上停着一辆小车,小车的固定支架左端用不计质量的细线系一个小铁球.开始将小铁球提起到图示位置,然后无初速度释放.在小铁球来回摆动的过程中,下列说法中正确的是( )
A.小车和小球组成的系统动量守恒 B.小球向右摆过程小车一直向左加速运动
C.小球摆到右方最高点时刻,由于惯性,小车仍在向左运动 D.小球摆到最低点时,小车的速度最大
解析:选D.小车与小球组成的系统在水平方向动量守恒,在竖直方向动量不守恒,系统整体动量不守恒;小球从图示位置下摆到最低点,小车向左加速运
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动,当小球到最低点时,小车的速度最大.当小球从最低点向右边运动时,小车向左减速,当小球运动到与左边图示位置相对称的位置时,小车静止.故小球向右摆动过程小车先向左加速运动,后向左减速运动,所以D正确.
3.一弹簧枪对准以6 m/s的速度沿光滑桌面迎面滑来的木块发射一颗铅弹,射出速度为10 m/s,铅弹射入木块后未穿出,木块继续向前运动,速度变为5 m/s.如果想让木块停止运动,并假定铅弹射入木块后都不会穿出,则应再向木块迎面射入的铅弹数为( )
A.5颗 C.7颗
B.6颗 D.8颗
解析:选D.设木块质量为m1,铅弹质量为m2,第一颗铅弹射入,有m1v0m1-m2v=(m1+m2)v1,代入数据可得m=15,设再射入n颗铅弹木块停止,有(m1
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+m2)v1-nm2v=0,解得n=8.
4.质量为m的物块甲以3 m/s的速度在光滑水平面上运动,有一轻弹簧固定其上,另一质量也为m的物块乙以4 m/s的速度与甲相向运动,如图所示.则
( )
A.甲、乙两物块在弹簧压缩过程中,由于弹力作用,系统动量不守恒 B.当两物块相距最近时,甲物块的速率为零
C.当甲物块的速率为1 m/s时,乙物块的速率可能为2 m/s,也可能为0 D.甲物块的速率可能达到5 m/s
解析:选C.甲、乙两个物块通过弹簧发生相互碰撞,遵循动量和能量守恒,当两个物块离开弹簧时交换速度,即甲的速度为4 m/s,乙的速度为3 m/s,方向相反,且整个碰撞过程中甲的速度不可能大于4 m/s,乙的速度不可能大于3 m/s,当两物块相距最近时速度相等为0.5 m/s,所以A、B、D错,C正确.
5.(多选)如图所示为a、b两小球沿光滑水平面相向运动的v-t图象.已知
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当两小球间距小于或等于L时,受到相互排斥的恒力作用,当间距大于L时,相互作用力为零.由图可知( )
A.a小球的质量大于b小球的质量 B.a小球的质量小于b小球的质量 C.t1时刻两小球间距最小 D.t3时刻两小球间距为L
解析:选BD.从v-t图象可以看出,0~t3时间内,a小球的v-t图象的斜率绝对值较大,所以a小球的加速度较大,两小球之间的排斥力为相互作用力,大F
小相等,根据a=m知,加速度大的质量小,所以a小球的质量较小,故A错误,B正确;t2时刻两小球速度相等,由题图可知,当速度相等时,两小球距离最近,即t2时刻两小球最近,之后距离又开始逐渐变大,故C错误;当间距大于L时,相互间作用力为零,由题图可知,t3时刻之后相互作用力为零,即间距大于L,则t3时刻两球间距为L,故D正确.
6.如图所示,在光滑水平面上有A、B两辆小车,水平面左侧有一竖直墙,在车B上坐着一个小孩,车B与小孩的总质量是车A质量的4倍.从静止开始,小孩把车A以速度v(对地)推出,车A返回后,小孩抓住并再次把它推出,每次推出车A的速度都是v(对地)、方向向左,则小孩把车A总共推出多少次后,车A返回时,小孩不能再接到车A.(小车与竖直墙相撞无能量损失)
解析:设小孩把车A总共推出n次后,车A返回时,小孩恰好不能再接到小车A.此时,车A返回时的速度v与车B的速度恰好相等,即vB=v①
第1次推车时,小孩和车B获得的动量为mAv,以后每次推车时获得的动量
3
为2mAv,根据动量守恒定律得
mAv+(n-1)·2mAv=mBvB② 又由题意知4mA=mB③ 联立①②③解得n=2.5,
所以小孩把车A总共推出3次后,车A返回时,小孩不能再接到小车A. 答案:3
[能力提升题组]
7.如图所示,一质量为m的小球沿光滑的水平面以速度v冲上一个静止在1
水平地面上的质量为2m的曲面体,曲面体的曲面部分为4圆周并且和水平面相切.当小球从曲面体再次滑到水平面的瞬间,其速度为( )
1A.3v 2C.3v
1B.-3v 2D.-3v
解析:选B.小球在曲面体上滑动的过程中,小球和曲面体组成的系统,由水平方向动量守恒和机械能守恒得:
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mv=mv1+2mv2,2mv2=2mv22mv1+·2, 2m-2m1联立得:v1=v=-3v,故B正确.
m+2m
8.(多选)如图所示,质量为M的楔形物体静止在光滑的水平地面上,其斜面光滑且足够长,与水平方向的夹角为θ.一个质量为m的小物块从斜面底端沿斜面向上以初速度v0开始运动.当小物块沿斜面向上运动到最高点时,速度大小为v,距地面高度为h,则下列关系式中正确的是( )
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