9.如图所示,放在光滑水平桌面上的A、B木块中部夹一被压缩的弹簧,当弹簧被放开时,它们各自在桌面上滑行一段距离后,飞离桌面落在地上.A的落地点与桌边的水平距离为0.5m,B的落地点距离桌边1m,那么 ( )
A.A、B离开弹簧时的速度之比为1:2
B.A、B质量之比为2:1
C.未离开弹簧时,A、B所受冲量之比为1:2
D.未离开弹簧时,A、B加速度之比为1:2
[解析] 组成的系统在水平方向不受外力,动量守恒,两物体落地点到A、B桌边的距离s=v0t,因为两物体落地时间相等,所以v0与s成正比,故vA:vB=1:2,即为A、B离开弹簧的速度之比.由0=mAvA-mBvB,可知mA:mB=2:1.未离开弹簧时,A、B受到的弹力相同,作用时间相同,冲量I=Ft也相同,故C错.未离开弹簧时,F相同,m不同,加速度a=,与质量成反比,故aA:aB=1:2.
[答案] ABD
8.如图所示,完全相同的A、B两物块随足够长的水平传送带按图中所示方向匀速运动.A、B间夹有少量炸药,对A、B在爆炸过程及随后的运动过程有下列说法,其中正确的是 ( )
A.炸药爆炸后瞬间,A、B两物块速度方向一定相同
B.炸药爆炸后瞬间,A、B两物块速度方向一定相反
C.炸药爆炸过程中,A、B两物块组成的系统动量不守恒
D.A、B在炸药爆炸后至A、B相对传送带静止过程中动量守恒
[解析] 炸药爆炸后,A、B两物块的速度是否反向,取决于炸药对两物块推力的冲量,应该存在三种可能,速度为零、反向和保持原来的方向.由于炸药对两物块的冲量大小相等,方向相反,所以两物块的动量变化一定大小相等,又两物块受到的摩擦力大小相等,方向相反,故两物块一定同时相对传送带静止,故两物块组成的系统动量守恒.
[答案] D
7.某人在一只静止的小船上练习打靶,已知船、人、枪(不包括子弹)及靶的总质量为M,枪内装有n颗子弹,每颗子弹的质量均为m,枪口到靶的距离为L,子弹水平射出枪口相对于地面的速度为v,在发射后一颗子弹时,前一颗子弹已嵌入靶中,求发射完n颗子弹时,小船后退的距离 ( )
A.L B.L
C.L D.L
[解析] 设子弹运动方向为正方向,在发射第一颗子弹的过程中小船后退的距离为s,根据题意知子弹飞行的距离为(L-s),则由动量守恒守律有:
m(L-s)-[M+(n-1)m]s=0,
解得:s=
每颗子弹射入靶的过程中,小船后退的距离都相同,因此n颗子弹全部射入的过程中,小船后退的总距离为:ns=.
[答案] C
6.(2007·天津卷)如图所示,物体A静止在光滑的水平面上,A的左边固定有轻质弹簧,与A质量相等的物体B以速度v向A运动并与弹簧发生碰撞,A、B始终沿同一直线运动,则A、B组成的系统动能损失最大的时刻是 ( )
A.A开始运动时 B.A的速度等于v时
C.B的速度等于零时 D.A和B的速度相等时
[解析] A、B两物体碰撞过程中动量守恒,当A、B两物体速度相等时,系统动能损失最大,损失的动能转化成弹簧的弹性势能.
[答案] D
5.2008年8月奥帆赛期间,青岛将有60多个国家和地区的近千人参加帆船比赛.某运动员站在静浮于水面的船上,比赛前从某时刻开始人从船头走向船尾.设水的阻力不计,那么在这段时间内关于人和船的运动情况判断正确的是 ( )
A.人匀速行走,船匀速后退,两者速度大小与它们的质量成反比
B.人加速行走,船加速后退,而且加速度大小与它们的质量成反比
C.人走走停停,船退退停停,两者动量总和总是为零
D.当人从船头走到船尾停止运动后,船由于惯性还会继续后退一段距离
[解析] 由动量守恒定律和牛顿第三定律知A、B、C正确.
[答案] ABC
4.在光滑水平冰面上,甲、乙两人各乘一小车,甲、乙质量相等,甲手中另持一小球,开始时甲、乙均静止,某一时刻,甲向正东方将球沿着冰面推给乙,乙接住球后又向正西方向将球推回给甲,如此推接数次后,甲又将球推出,球在冰面上向乙车运动,但已经无法追上乙,此时甲的速度v甲、乙的速度v乙及球的速度v三者之间的关系为 ( )
A.v甲=v乙≥v B.v<v甲<v乙
C.v甲<v≤v乙 D.v≤v乙<v甲
[解析] 以甲、乙、球三者为系统,系统的动量守恒,取向西为正方向,在全过程中有:
0=m甲 v甲-m乙 v乙-m球 v
且m甲=m乙
故v甲>v乙.根据球最终无法追上乙知,v≤v乙,故选项D正确.
[答案] D
3.如图所示,光滑水平面上静止着一辆质量为M的小车,小车上带有一光滑的、半径为R的圆弧轨道.现有一质量为m的光滑小球从轨道的上端由静止开始释放,下列说法中正确的是 ( )
A.小球下滑过程中,小车和小球组成的系统总动量守恒
B.小球下滑过程中,小车和小球组成的系统总动量不守恒
C.小球下滑过程中,在水平方向上小车和小球组成的系统总动量守恒
D.小球下滑过程中,小车和小球组成的系统机械能守恒
[解析] 虽然系统只受重力和地面的支持力作用,但由于小球加速下滑过程中系统的合外力并不为零,只有水平方向合力为零,因此小球下滑过程中,小球和小车组成的系统总动量不守恒,只是水平方向动量守恒,且只有重力系统内部的弹力做功,故系统机械能守恒,选项B、C、D正确.
[答案] BCD
2.如图所示,一辆小车静止在光滑水平面上,A、B两人分别站在车的两端.当两人同时相向运动时 ( )
A.若小车不动,两人速率一定相等
B.若小车向左运动,A的动量一定比B的小
C.若小车向左运动,A的动量一定比B的大
D.若小车向右运动,A的动量一定比B的大
[解析] 根据动量守恒可知,若小车不动,两人的动量大小一定相等,因不知两人的质量,故选项A是错误的.若小车向左运动,A的动量一定比B的大,故选项B是错误的,选项C是正确的.若小车向右运动,A的动量一定比B的小,故选项D是错误的.
[答案] C
1.满载沙子总质量为M的小车,在光滑水平地面上匀速运动,速率为v0,在行驶途中有质量为m的沙子从车尾漏掉,则沙子漏掉后小车的速度应为 ( )
A.v0 B.Mv0/(M-m)
C.mv0/(M-m) D.(M-m)v0/M
[解析] 沙子漏下后在水平方向上仍然以v0的速度匀速运动,由动量守恒知车速仍为v0选项A正确.
[答案] A
13.一位蹦床运动员仅在竖直方向上运动,弹簧床对运动员的弹力F随时间t的变化规律通过传感器用计算机绘制出来如图所示,不计空气阻力,取重力加速度g=10m/s2,试结合图象,求:
(1)运动员的质量;
(2)运动员跳起的最大高度;
(3)在11.5s-12.3s时间内,运动员对弹簧床的平均作用力多大?
[解析] (1)由图象可知:mg=500N,所以m=50kg.
(2)由图象可知,运动员在空中运动时间t=2s,
所以H=g()2=×10×12m=5m.
(3)v0=vt=g·=10m/s,
以运动员为研究对象由动量定理得
(-mg)·Δt=mv0-mvt,
所以=+mg
=N+500N=1750N.
由牛顿第三定律知,运动员对弹簧床的平均作用力为1750N.
[答案] (1)50kg (2)5m (3)1750N
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