一、单项选择题
1.我国发射的“神舟十一号”飞船与“天宫二号”空间站实现了完美对接.假设“神舟十一号”到达对接点附近时对地的速度为v,此时的质量为m.欲使飞船追上“天宫二号”实现对接,飞船需加速到v1,飞船发动机点火,将质量为Δm的燃气一次性向后喷出,燃气对地向后的速度大小为v2.这个过程中,下列各表达式正确的是( )
A.mv=mv1-Δmv2
B.mv=mv1+Δmv2
C.mv=(m-Δm)v1-Δmv2
D.mv=(m-Δm)v1+Δmv2
解析:选C.飞船发动机点火喷出燃气,由动量守恒定律,有mv=(m-Δm)v1-Δmv2,选项C正确.
2.(2018·淮北一中周考)两球A、B在光滑水平面上沿同一直线,同一方向运动,mA=2 kg,mB=3 kg,vA=6 m/s,vB=2 m/s.当A追上B并发生碰撞后,两球A、B速度的可能值是( )
A.vA=4.5 m/s,vB=3 m/s
B.vA=3 m/s,vB=4 m/s
C.vA=-1.5 m/s,vB=7 m/s
D.vA=7.5 m/s,vB=1 m/s
解析:选B.考虑实际情况,碰撞后A球速度不大于B球的速度,因而A、D错误,B、C满足;两球碰撞过程,系统不受外力,故碰撞过程系统总动量守恒,A、B、C、D均满足;根据能量守恒定律,碰撞后的系统总动能应该小于或等于碰撞前的系统总动能,碰撞前总动能为42 J,B选项碰撞后总动能为33 J,C选项碰撞后总动能为75.75 J,故C错误,B正确.
3.(高考重庆卷)一弹丸在飞行到距离地面5 m高时仅有水平速度v=2 m/s,爆炸成为甲、乙两块水平飞出,甲、乙的质量比为3∶1,不计质量损失,重力加速度g取10 m/s2.则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是( )
解析:选B.弹丸爆炸瞬间爆炸力远大于外力,故爆炸瞬间动量守恒.因两弹片均水平飞出,飞行时间t==1 s,取向右为正,由水平速度v=知,选项A中,v甲=2.5 m/s,v乙=-0.5 m/s;选项B中,v甲=2.5 m/s,v乙=0.5 m/s;选项C中,v甲=1 m/s,v乙=2 m/s;选项D中,v甲=-1 m/s,v乙=2 m/s.因爆炸瞬间动量守恒,故mv=m甲v甲+m乙v乙,其中m甲=m,m乙=m,v=2 m/s,代入数值计算知选项B正确.
4.(2018·山东寿光现代中学月考)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:选C.A、B两人及小车组成的系统受合外力为零,系统动量守恒,根据动量守恒定律得mAvA+mBvB+m车v车=0,若小车不动,则mAvA+mBvB=0,由于不知道A、B质量的关系,所以两人速率不一定相等,故A错误;若小车向左运动,则A、B的动量和必须向右,而A向右运动,B向左运动,所以A的动量一定比B的大,故B错误,C正确;若小车向右运动,则A、B的动量和必须向左,而A向右运动,B向左运动,所以A的动量一定比B的小,故D错误.
5.(2018·四川成都检测)如图所示,小车静止在光滑水平面上,AB是小车内半圆弧轨道的水平直径,现将一小球从距A点正上方h高处由静止释放,小球由A点沿切线方向经半圆轨道后从B点冲出,在空中能上升的最大高度为0.8h,不计空气阻力.下列说法正确的是( )
A.在相互作用过程中,小球和小车组成的系统动量守恒
B.小球离开小车后做竖直上抛运动
C.小球离开小车后做斜上抛运动
D.小球第二次冲出轨道后在空中能上升的最大高度为0.6h
解析:选B.小球与小车组成的系统在水平方向所受合外力为零,水平方向系统动量守恒,但系统整体所受合外力不为零,系统动量不守恒,故A错误;小球与小车组成的系统在水平方向动量守恒,小球由B点离开小车时系统水平方向动量为零,小球与小车水平方向速度为零,小球离开小车后做竖直上抛运动,故B正确,C错误;小球第一次在车中运动过程中,摩擦力做负功,由动能定理得:mg(h-0.8h)-Wf=0,Wf为小球克服摩擦力做功大小,解得:Wf=0.2mgh,即小球第一次在车中滚动损失的机械能为0.2mgh,由于小球第二次在车中滚动时,对应位置速度变小,因此小车给小球的弹力变小,摩擦力变小,摩擦力做功小于0.2mgh,机械能损失小于0.2mgh,因此小球再次离开小车时,能上升的高度大于0.6h,故D错误.