[优化探究]2014年新课标高考总复习人教物理选修3-5-1-1动量 动量守恒定律及其应用

动量 动量守恒定律及其应用

1．如图所示，在光滑的水平地面上有一辆平板车，车的两端分别站着人A和B，A的质量为mA，B的质量为mB，mA>mB.最初人和车都处于静止状态．现在，两人同时由静止开始相向而行，A和B对地面的速度大小相等，则车( )

A．静止不动 C．向右运动

B．左右往返运动 D．向左运动

解析：系统动量守恒，A的动量大于B的动量，只有车与B的运动方向相同才能使整个系统动量守恒．

答案：D

2．(2011年高考福建理综)在光滑水平面上，一质量为m、速度大小为v的A球与质量为2m静止的B球碰撞后，A球的速度方向与碰撞前相反．则碰撞后B球的速度大小可能是( )

A．0.6v C．0.3v

B．0.4v D．0.2v

解析：由动量守恒定律得：设小球A碰前的速度方向为正，则 mv＝－mv1＋2mv2 则2v2＝v1＋v＞v

v

v2＞2，即v2＞0.5v，A正确． 答案：A

3．如图所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块．木箱和小木块都具有一定的质量．现使木箱获得一个向右的初速度v0，则( )

A．小木块和木箱最终都将静止

B．小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动

C．小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动 D．如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动 解析：木箱和小木块具有向右的动量，并且在相互作用的过程中总动量守恒，A、D错；由于木箱与底板间存在摩擦，小木块最终将相对木箱静止，B对、C错．

答案：B

4．如图所示，在橄榄球比赛中，一个质量为95 kg 的橄榄球前锋以5 m/s的速度跑动，想穿越防守队员到底线触地得分．就在他刚要到底线时，迎面撞上了对方两名质量均为75 kg的队员，一个速度为2 m/s，另一个为4 m/s，然后他们就扭在了一起．

(1)他们碰撞后的共同速率是________(结果保留一位有效数字)．

(2)在虚线框中标出碰撞后他们动量的方向，并说明这名前锋能否得分：________.(能通过底线就能得分)

解析：(1)设前锋运动员的质量为M1，两防守队员质量均为M2，速度分别为v1、v2、v3，碰撞后的速度为v，设v1方向为正方向，由动量守恒定律得M1v 1－M2v3－M2v2＝(M1＋2M2)v

代入数据解得v≈0.1 m/s

(2)因v＞0，故碰后总动量p′的方向与pA方向相同，碰撞后的状态如图所

示，即他们都过了底线，该前锋能够得分．

答案：(1)0.1 m/s (2)图见解析 能得分

(时间：45分钟，满分：100分) [命题报告·教师用书独具] 知识点 动量守恒的条件 爆炸类问题 碰撞类问题 动量的理解及应用 反冲类问题 子弹打木块模型 动量守恒定律的综合应用 题号 1 3、8 2、11 4 5、7 6 9、10、12 一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分，每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)

1．如图所示，木块a、b用一轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上，在b上施加向左的水平力F使弹簧压缩，当撤去外力后，下列说法中正确的是( )

A．a尚未离开墙壁前，a、b与弹簧组成的系统动量守恒

B．a尚未离开墙壁前，a、b与弹簧组成的系统机械能守恒 C．a离开墙壁后，a、b与弹簧组成的系统动量守恒 D．a离开墙壁后，a、b与弹簧组成的系统机械能守恒

解析：a未离开墙壁前，a、b与弹簧组成的系统受墙向右的外力，合力不为零，动量不守恒，故A错误；a未离开墙壁前，只有弹簧的弹力做功，系统机械能守恒，故B正确；a离开墙壁后，a、b与弹簧组成的系统所受合力为零，动量守恒，只有弹簧的弹力做功，系统机械能守恒，故C、D均正确．

答案：BCD

2．科学家试图模拟宇宙大爆炸初的情境，他们使两个带正电的不同重离子加速后，沿同一条直线相向运动而发生猛烈碰撞．为了使碰撞前的动能尽可能多地转化为内能，关键是设法使这两个重离子在碰撞前的瞬间具有相同大小的( )

A．速率 C．动量

B．质量 D．动能

解析：尽量减小碰后粒子的动能，才能增大内能，所以设法使这两个重离子在碰撞前的瞬间合动量为零，即具有相同大小的动量．

答案：C

3．一颗手榴弹以v0＝10 m/s的水平速度在空中飞行．设它爆炸后炸裂为两块，小块质量为0.2 kg，沿原方向以250 m/s的速度飞去，那么，质量为0.4 kg的大块在爆炸后速度大小和方向是( )

A．125 m/s，与v0反向 C．240 m/s，与v0反向

B．110 m/s，与v0反向 D．以上答案均不正确

解析：由动量守恒定律有Mv0＝m1v1＋m2v2，代入数据解得v2＝－110 m/s，则B正确．

答案：B

4．(2012年高考全国卷)质量分别为m1和m2、电荷量分别为q1和q2的两粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动．已知两粒子的动量大小相等．下列说法正确的是( )

A．若q1＝q2，则它们做圆周运动的半径一定相等 B．若m1＝m2，则它们做圆周运动的半径一定相等