课后集训
基础达标
1.质量为M的小车在水平地面上以速度v0匀速向右运动.当车中的砂子从底部的漏斗中不断流下时,车子速度将( )
A.减小 B.不变 C.增大 D.无法确定
解析:砂子和小车组成的系统动量守恒,由动量守恒定律,在初状态,砂子落下前,砂子和车都以v0向前运动;在末状态,砂子落下时具有与车相同的水平速度v0,车的速度为v′,由(m+M)v0=mv0+Mv′得v′=v0,车速不变.
答案:B
2.某人站在静浮于水面的船上,从某时刻开始人从船头走向船尾,设水的阻力不计.那么在这段时间内人和船的运动情况是( )
A.人匀速走动,船则匀速后退,且两者的速度大小与它们的质量成反比
B.人匀加速走动,船则匀加速后退,且两者的速度大小一定相等
C.不管人如何走动,在任意时刻两者的速度总是方向相反,大小与它们的质量成反比
D.人走到船尾不再走动,船则停下
解析:船组成的系统动量守恒,总动量为0,所以不管人如何走动,在任意时刻两者的动量大小相等、方向相反.若人停止运动而船也停止运动,所以选A、C、D.B项错在两者速度大小一定相等,因为人和船的质量不一定相等.
答案:ACD
3.载人气球原静止于高h的空中,气球质量为M,人的质量为m.若人要沿绳梯着地,则绳梯长至少是( )
A.(m+M)h/M B.mh/M C.Mh/m D.h
解析:气球和人组成的系统所受合外力为零,系统动量守恒,人相对地的速度是v,气球相对地的速度是V,有mv-MV=0.人相对地的位移是h,设气球相对地的位移是x,,得,梯子总长度为L=h+x=.
答案:A
4.连同炮弹在内的车停放在水平地面上.炮车和炮弹质量为M,炮膛中炮弹质量为m,炮车与地面间的动摩擦因数为μ,炮筒的仰角为α.设炮弹以速度v0射出,那么炮车在地面上后退的距离为____________.
解析:在发炮瞬间,炮车与炮弹组成的系统在水平方向上动量守恒0=mv0cosα-(M-m)v,所以.发炮后,炮车受地面阻力作用而做匀减速运动,利用运动学公式v2-v02=2ax,其中v=0,=-μg,所以.
答案:
5.两质量均为M的冰船A、B静止在光滑冰面上,轴线在一条直线上,船头相对,质量为m的人从A船跳入B船,又立刻跳回.A、B两船最后的速度之比是____________.