第五節(jié) 自然界中的守恒定律

A級 抓基礎
1.(多選)下列論述中正確的是( )
A.相互作用的物體,如果所受合外力為零,則它們的總動量保持不變
B.動量守恒是指相互作用的各個物體在相互作用前后的動量不變
C.動量守恒是相互作用的各個物體組成的系統(tǒng)在相互作用前的動量之和與相互作用之后的動量之和是一樣的
D.動量守恒是相互作用的物體系統(tǒng)在相互作用過程中的任何時刻動量之和都是一樣的
解析:由動量守恒定律可知,相互作用的各個物體在相互作用前后的動量有可能不同,而各個物體的動量之和是不變的.
答案:ACD
2.(多選)矩形滑塊由不同材料的上、下兩層黏合在一起組成,將其放在光滑的水平面上,質(zhì)量為m的子彈以速度v水平射向滑塊.若射擊下層,子彈剛好不射出;若射擊上層,則子彈剛好能射進一半厚度,如圖所示.上述兩種情況相比較( )

A.子彈對滑塊做功一樣多
B.子彈對滑塊做的功不一樣多
C.系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量一樣多
D.系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量不一樣多
解析:最終子彈都未射出,則最終子彈與滑塊的速度相等,根據(jù)動量守恒定律知,兩種情況下系統(tǒng)的末速度相等.子彈對滑塊做的功等于滑塊動能的變化量,滑塊動能的變化量相同,則子彈對滑塊做功一樣多,A項正確,B項錯誤;根據(jù)能量守恒定律、系統(tǒng)初狀態(tài)的總動能相等,末狀態(tài)總動能相等,則系統(tǒng)損失的能量,即產(chǎn)生的熱量一樣多,C項正確,D項錯誤.
答案:AC
3.如圖所示,木塊A、B的質(zhì)量均為2 kg,置于光滑水平面上,B與一輕質(zhì)彈簧的一端相連,彈簧的另一端固定在豎直擋板上,當A以4 m/s的速度向B撞擊時,由于有橡皮泥而粘在一起運動.那么彈簧被壓縮到最短時,彈簧具有的彈性勢能大小為( )

A.4 J B.8 J C.16 J D.32 J
解析:對木塊A和B碰撞過程,兩木塊組成的系統(tǒng)動量守恒,取向右為正方向,由動量守恒定律,得
mvA=2mv,
得v=2 m/s,
彈簧被壓縮到最短時,具有的彈性勢能大小
Ep=·2mv2=8 J.
答案:B
4.如圖所示,關于質(zhì)量分別為m1和m2的兩個物體碰撞前后的位移—時間圖象,有以下說法:①碰撞前兩物體動量相同;②兩物體質(zhì)量相等;③碰撞后兩物體一起做勻速直線運動;④碰撞前兩物體動量大小相等、方向相反.其中正確的是( )

A.①② B.②③
C.②④ D.③④
解析:由題圖可知,m1和m2碰前都做勻速直線運動,且速度大小相同,但運動方向相反,碰后兩物體位置不變,即處于靜止狀態(tài),由碰撞過程中動量守恒可得m1v1+m2v2=0.故選項C對.
答案:C
B級 提能力
5.(多選)如圖,大小相同的擺球a和b的質(zhì)量分別為m和3m,擺長相同,并排懸掛,平衡時兩球剛好接觸,現(xiàn)將擺球a向左邊拉開一小角度后釋放,若兩球的碰撞是彈性的,下列判斷正確的是( )

A.第一次碰撞后的瞬間,兩球的速度大小相等
B.第一次碰撞后的瞬間,兩球的動量大小相等
C.第一次碰撞后,兩球的最大擺角不相同
D.發(fā)生第二次碰撞時,兩球在各自的平衡位置
解析:根據(jù)動量守恒定律和能量守恒定律得