【精准解析】高考物理一轮复习课时作业21　动量守恒定律及其应用

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课时作业 21　动量守恒定律及其应用
时间：45 分钟
1．如图所示，质量为 M的盒子放在光滑的水平面上，盒子内表
面不光滑，盒内放有一块质量为 m的物体，某时刻给物体一水平向右
的初速度
v
0，则在物体与盒子前后壁多次往复碰撞后(　C　)
A．两者的速度均为零
B．两者的速度总不会相等
C．盒子的最终速度为
m
v
0
M
＋
m
，方向水平向右
D．盒子的最终速度为
m
v
0
M
，方向水平向右
解析：以物体与盒子组成的系统为研究对象，水平方向不受外力
作用，则水平方向动量守恒，可得 m
v
0＝(M＋m)
v
，所以
v
＝
m
v
0
M
＋
m
，
方向水平向右，C正确．
2．如图所示，一个质量为 M的滑块放置在光滑水平面上，滑块
的一侧是一个四分之一圆弧 EF，与水平地面相切于 E点，圆弧半径为
R＝1 m．另有一个质量为 m的小球以初速度
v
0从E点冲上滑块，若
小球刚好没跃出圆弧的上端，已知 M＝4m，g取10 m/s2，不计摩
擦．则小球的初速度
v
0的大小为(　B　)
A．
v
0＝4 m/s B．
v
0＝5 m/s
C．
v
0＝6 m/s D．
v
0＝7 m/s
解析：当小球上升到圆弧上端时，小球与滑块水平方向速度相同，
设为
v
1，根据水平方向动量守恒有 m
v
0＝(m＋M)
v
1，根据机械能守恒
定律有
1
2
m
v
2
0
＝
1
2
(m＋M)
v
2
1
＋mgR，联立两式解得
v
0＝5 m/s，B正
确．
3．将静置在地面上，质量为 M(含燃料)的火箭模型点火升空，在
极短时间内以相对地面的速度
v
0竖直向下喷出质量为 m的炽热气
体．忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获
得的速度大小是(　D　)
A.
m
M
v
0 B.
M
m
v
0
C.
M
M
－
m
v
0 D.
m
M
－
m
v
0
解析：根据动量守恒定律 m
v
0＝(M－m)
v
，得
v
＝
m
M
－
m
v
0，选项 D
正确．
4．一枚火箭搭载着卫星以速率
v
0进入太空预定位置，由控制系
统使箭体与卫星分离．已知前部分的卫星质量为 m1，后部分的箭体质
量为 m2，分离后箭体以速率
v
2沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及
分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率
v
1为(　D　)
A．
v
0－
v
2B．
v
0＋
v
2
C．
v
0－
m
2
m
1
v
2D．
v
0＋
m
2
m
1
(
v
0－
v
2)
解析：箭体与卫星分离过程动量守恒，由动量守恒定律：(m1＋m2)
v
0
＝m1
v
1＋m2
v
2，得
v
1＝
v
0＋
m
2
m
1
(
v
0－
v
2)，D正确．
5．如图，质量为 M的小船在静止水面上以速率
v
0向右匀速行驶，
一质量为 m的救生员站在船尾，相对小船静止．若救生员以相对水面
速率
v
水平向左跃入水中，则救生员跃出后小船的速率为(　C　)
A．
v
0＋
m
M
v
B．
v
0－
m
M
v
C．
v
0＋
m
M
(
v
0＋
v
) D．
v
0＋
m
M
(
v
0－
v
)
解析：取向右为正方向，由动量守恒有(M＋m)
v
0＝－m
v
＋M
v
′，
解之有
v
′＝
v
0＋
m
M
(
v
0＋
v
)，故 C正确．
6．(多选)向空中发射一枚炮弹，不计空气阻力，当炮弹的速度
v
0
恰好沿水平方向时，炮弹炸裂成 a、b两块，若质量较大的 a的速度方
向仍沿原来的方向，则(　CD　)
A．b的速度方向一定与原来速度方向相反
B．从炸裂到落地的这段时间内，a飞行的水平距离一定比 b的大
C．a、b一定同时到达水平地面
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