经多次跳跃后,人最终跳到B船上,则( )
A.A、B(包括人)速度大小之比为2∶3
B.A、B(包括人)动量大小之比为1∶1
C.A、B(包括人)动量之和为零
D.因跳跃次数未知,故以上答案均无法确定
解析:选BC.选A船、B船和人这三个物体为一系统,则它们的初始总动量为0.由动量守恒定律可知,系统以后的总动量将一直为0.选最终B船的运动方向为正方向,则由动量守恒定律可得:0=(M+)vB+MvA,解得vB=-vA,所以A、B(包括人)的速度大小之比为3∶2,选项A错误.A和B(包括人)的动量大小相等,方向相反,动量大小之比为1∶1,选项B正确.由于系统的
总动量始终守恒,故A、B(包括人)动量之和始终为零,选项C正确.
三、非选择题
9.在太空中有一枚质量为M、相对于太空站静止的火箭,突然喷出质量为m的气体,喷出的速度为v0(相对于太空站),紧接着再喷出质量也为m的另一部分气体,此后火箭获得的速度为v(相对太空站),求火箭第二次喷射的气体速度多大(相对于太空站)?
解析:规定v0的方向为正,由动量守恒定律得
第一次喷气后:0=mv0-(M-m)v1
第二次喷气后:-(M-m)v1=mv2-(M-2m)v
解得:v2=(-2)v-v0.
答案:(-2)v-v0
10.有一炮竖直向上发射炮弹.炮弹的质量为M=6.0 kg(内含炸药的质量可以忽略不计),射出时的初速度v0=60 m/s.当炮弹到达最高点时爆炸为沿水平方向运动的两片,其中一片质量为m=4.0 kg.现要求这一片不能落到以发射点为圆心、以R=600 m为半径的圆周范围内,则刚爆炸完时两弹片的总动能至少多大?(g取10 m/s2,忽略空气阻力)
解析:设炮弹上升到达最高点的高度为H,根据匀变速直线运动规律,有v=2gH
设质量为m的弹片刚爆炸后的速度为v1,另一块的速度为v,根据动量守恒定律,有mv1=(M-m)v
设质量为m的弹片运动的时间为t,根据平抛运动规律,有H=gt2,R=v1t