动量守恒定律
★1.一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A并留在其中,A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起,如图所示。则在子弹打击木块A及弹簧被压缩的过程中,对子弹、两木块和弹簧组成的系统( )
A.动量守恒,机械能守恒
B.动量不守恒,机械能守恒
C.动量守恒,机械能不守恒
D.无法判定动量、机械能是否守恒
解析:选C 动量守恒的条件是系统不受外力或所受外力的合力为零,本题中子弹、两木块、弹簧组成的系统,水平方向上不受外力,竖直方向上所受外力的合力为零,所以动量守恒。机械能守恒的条件是除重力、弹力对系统做功外,其他力对系统不做功,本题中子弹射入木块瞬间有部分机械能转化为内能,故系统机械能不守恒,只有选项C正确。
2. (2018·南平模拟)如图所示,A、B两物体质量分别为mA、mB,且mA>mB,置于光滑水平面上,相距较远。将两个大小均为F的力,同时分别作用在A、B上经过相同距离后,撤去两个力,两物体发生碰撞并粘在一起后将( )
A.停止运动 B.向左运动
C.向右运动 D.运动方向不能确定
解析:选C 已知两个力大小相等,mA>mB,由牛顿第二定律可知,两物体的加速度aA<aB,又知xA=xB,由运动学公式得xA=aAtA2,xB=aBtB2,可知tA>tB,由IA=FtA,IB=FtB,可得IA>IB,由动量定理可知pA-0=IA,pB-0=IB,则pA>pB,碰前系统总动量方向向右,碰撞过程动量守恒,由动量守恒定律可知,碰后总动量方向向右,故A、B、D错误,C正确。
3.[多选]质量为M和m0的滑块用轻弹簧连接,以恒定的速度v沿光滑水平面运动,与位于正对面的质量为m的静止滑块发生碰撞,如图所示,碰撞时间极短,在此过程中,下列情况可能发生的是( )
A.M、m0、m速度均发生变化,分别为v1、v2、v3,而且满足(M+m0)v=Mv1+m0v2+mv3
B.m0的速度不变,M和m的速度变为v1和v2,而且满足Mv=Mv1+mv2
C.m0的速度不变,M和m的速度都变为v′,且满足Mv=(M+m)v′
D.M、m0、m速度均发生变化,M、m0速度都变为v1,m的速度变为v2,且满足(M+m0)v=(M+m0)v1+mv2
解析:选BC 在M与m碰撞的极短时间内,m0的速度来不及改变,故A、D均错误;M与m碰撞后可能同速,也可能碰后不同速,故B、C均正确。
★4.如图所示,一质量M=3.0 kg的长方形木板B放在光滑水平地面上,在其右端放一个质量m=1.0 kg的小木块A。给A和B以大小均为4.0 m/s,方向相反的初速度,使A开始向左运动,B开始向右运动,A始终没有滑离木板B。 在小木块A做加速运动的时间内,木板速度大小可能是( )
A.1.8 m/s B.2.4 m/s
C.2.8 m/s D.3.0 m/s
解析:选B A先向左减速到零,再向右做加速运动,在此期间,木板做减速运动