2019-2020学年沪科版选修3-5 1.2 探究动量守恒定律 作业
2019-2020学年沪科版选修3-5 1.2 探究动量守恒定律 作业第2页

  B.动量不守恒,机械能不守恒

  C.动量守恒,机械能不守恒

  D.动量不守恒,机械能守恒

  解析:选B.在子弹射入木块时,存在剧烈摩擦作用,有一部分能量将转化为内能,机械能不守恒.实际上,在子弹射入木块这一瞬间过程,取子弹与木块为系统则可认为动量守恒(此瞬间弹簧尚未形变).子弹射入木块后木块压缩弹簧过程中,机械能守恒,但动量不守恒(墙壁对弹簧的作用力是系统外力,且外力不等于零).若以子弹、木块和弹簧合在一起为研究对象(系统),从子弹射入木块到弹簧压缩至最短时,弹簧固定端墙壁对弹簧有外力作用,因此动量不守恒,故选项B正确.

  5.如图所示,游乐场上,两位同学各驾着一辆碰碰车迎面相撞,此后,两车以共同的速度运动.设甲同学和他的车的总质量为150 kg,碰撞前向右运动,速度的大小为4.5 m/s;乙同学和他的车的总质量为200 kg,碰撞前向左运动,速度的大小为3.7 m/s.求碰撞后两车共同的运动速度.

  

  碰碰车的碰撞示意图

  解析:本题的研究对象为两辆碰碰车(包括驾车的同学)组成的系统,在碰撞过程中此系统的内力远远大于所受的外力,外力可以忽略不计,满足动量守恒定律的适用条件.

  设甲同学的车碰撞前的运动方向为正方向,他和车的总质量m1=150 kg,碰撞前的速度v1=4.5 m/s;乙同学和车的总质量m2=200 kg,碰撞前的速度v2=-3.7 m/s.

  设碰撞后两车的共同速度为v,则系统碰撞前的总动量为:

  p=m1v1+m2v2

  =150×4.5 kg·m/s+200×(-3.7) kg·m/s

  =-65 kg·m/s.

  碰撞后的总动量为p′=(m1+m2)v.

  根据动量守恒定律可知p=p′,

  代入数据解得v≈-0.186 m/s,

即碰撞后两车以0.186 m/s的共同速度运动,运动方向向左.