第三节 动量守恒定律
基础夯实
一、选择题(单选题)
1.如图所示,两位同学穿旱冰鞋,面对面站立不动,互推后向相反的方向运动,不计摩擦阻力,下列判断正确的是( C )
A.互推后两同学总动量增加
B.互推后两同学动量相等
C.分离时质量大的同学的速度小一些
D.互推过程中机械能守恒
解析:两位同学组成的系统,所受外力之和为零,动量守恒,则m1v1=m2v2,p1与p2大小相等,方向相反,A、B不正确;若m1>m2,则v1<v2,C正确;互推过程中两同学的动能增大,机械能增加,D不正确。
2.如图所示,光滑圆槽质量为M,静止在光滑的水平面上,其内表面有一小球被细线吊着恰位于槽的边缘处,如将线烧断,小球滑到另一边的最高点时,圆槽的速度为( A )
A.0 B.向左
C.向右 D.不能确定
解析:把小球m和物体M作为一个系统,因水平面光滑,故系统水平方向不受外力,水平方向动量守恒。
3.(2020·全国百所名校模拟统考一)如图所示,轻弹簧的一端固定在竖直墙上,一个光滑弧形槽静止放在足够长的光滑水平面上,弧形槽底端与水平面相切,让一个物块从槽上高h处由静止开始下滑。下列说法正确的是( D )
A.物块沿槽下滑的过程中,物块的机械能守恒
B.物块沿槽下滑的过程中,物块与槽组成的系统动量守恒
C.从物块压缩弹簧到被弹开的过程中,弹簧对物块的冲量等于零
D.物块第一次被反弹后一定不能再次回到槽上高h处
解析:物块沿槽下滑过程中,物块与弧形槽组成的系统机械能守恒,水平方向动量守恒,故AB错误;从物块压缩弹簧到被弹开的过程中,物块受到的冲量等于物块动量的变化,物体的动量变化量不为零,故物体受到的冲量不为零,C错误;物块反弹后追上弧形槽,上升到最高点时,物块和弧形槽具有相同的速度,全过程系统机械能守恒,故物块不能回到槽上高h处,D正确。
4.如图所示,
半径分别为R和r(R>r)的甲、乙两光滑圆轨道安置在同一竖直平面内,两轨道之间由一条光滑水平轨道CD相连,在水平轨道CD上一轻弹簧被a、b两小球夹住,同时释放两小球,a、b球恰好能通过各自的圆轨道的最高点。则两小球的质量之比为( B )
A. B.
C. D.
解析:由动量守恒得:mava=mbvb
又va=,vb=
所以=,故选B。
5.如图所示,位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视作质点且质量相等。Q与轻质弹簧相连。设Q静止,P以某一初速度向Q运动并与弹簧发生碰撞。在整个碰撞过程中,弹簧具有的最大弹性势能等于( B )
A.P的初动能 B.P的初动能的
C.P的初动能的 D.P的初动能的
解析:当P与Q有共同速度时,弹簧具有最大弹性势能,
由动量守恒得:mv0=2mv
由能量守恒得:mv=Ep+2mv2