2022年新教材高中物理 第一章 动量守恒定律 第3节 动量守恒定律作业（含解析）新人教版选择性必修第一册.docx

1、第3节 动量守恒定律1.（多选）某一物体从高h 处自由下落，与地面碰撞后又弹起高h ，不计其他星球对地球的作用，以地球和物体作为一个系统，下列说法正确的是( )A.在物体下落过程中，系统动量不守恒B.在物体与地面碰撞过程中系统动量守恒C.在物体上升过程中系统动量守恒D.上述全过程中系统动量都守恒答案：1.B ; C ; D解析：将地球和物体作为一个系统，物体与地球间的力为系统内力。2.如图所示，甲木块的质量为m1 ，以速度v 沿光滑水平地面向前运动，正前方有一静止的、质量为m2 的乙木块，乙上连有一轻质弹簧。甲木块与弹簧接触后( )A.甲木块的动量守恒B.乙木块的动量守恒C.甲、乙两木块所组成

2、系统的动量守恒D.甲、乙两木块所组成系统的动能守恒答案：2.C解析：两木块在光滑水平地面上相碰，且中间有弹簧，则碰撞过程中系统动量守恒，机械能也守恒，故A 、B 错误，C 正确；甲、乙两木块碰撞前、后动能总量不变，但碰撞过程中弹性势能发生变化，故动能不守恒，D 错误。3.如图所示，光滑圆槽的质量为M ，静止在光滑的水平面上，其内表面有一小球被细线吊着恰位于槽的边缘处，如果将线烧断，则小球滑到另一边的最高点时，圆槽的速度是( )A.0 B.向左 C.向右 D.无法确定答案：3.A解析：小球和圆槽组成的系统在水平方向不受外力，故系统在水平方向上的动量守恒(px=0) 。细线被烧断瞬间，系统在水平方

3、向的总动量为零。又知小球到达最高点时，球与槽水平方向上有共同速度，设为v ，由动量守恒定律有0=(M+m)v ，所以v=0 ，A 正确。4.（2021江苏南通高二检测）两个球沿直线相向运动，碰撞后两球都静止。则可以推断( )A.碰撞前两个球的动量一定相同B.两个球的质量一定相等C.碰撞前两个球的速度大小一定相等D.碰撞前两个球的动量大小相等、方向相反答案：4.D解析：两球碰撞过程动量守恒，由于碰撞后两球都静止，总动量为零，故碰撞前两个球的动量大小相等、方向相反，A 错误，D 正确；两球的质量是否相等不确定，故碰撞前两个球的速度是否相等也不确定，B 、C 错误。5.（多选）根据UIC （国际铁道

4、联盟）的定义，高速铁路是指营运速率达200km/h 以上的铁路和动车组系统。据广州铁路局警方测算：当和谐号动车组列车以350km/h 的速度在平直铁轨上匀速行驶时，受到的阻力大小约为106N ，如果撞击一块质量为0.5kg 的障碍物，会产生大约5000N 的冲击力，撞击时间约为0.01s ，可能造成列车颠覆，后果不堪设想。在撞击过程中，下列说法正确的是( )A.列车受到合外力的冲量约为50NsB.列车受到合外力的冲量约为104NsC.障碍物受到合外力的冲量约为175NsD.列车和障碍物组成的系统动量近似守恒答案：5.A ; D解析：列车对障碍物的冲击力的冲量为I=Ft=50000.01Ns=5

5、0Ns ，因冲击力远大于障碍物的重力，故障碍物所受合外力的冲量大小近似为50Ns ，因列车匀速行驶，列车与障碍物碰撞过程中，二者组成的系统动量近似守恒，A 、D 正确。6.两名质量相等的滑冰人甲和乙都静止在光滑的水平冰面上。现在，其中一人向另一个人抛出一个篮球，另一人接球后再抛回。如此反复进行几次，甲和乙最后的速率关系是 ( )A.若甲最先抛球，则一定是v甲v乙B.若乙最后接球，则一定是v甲v乙C.只有甲先抛球，乙最后接球，才有v甲v乙D.无论怎样抛球和接球，都是v甲v乙答案：6.B解析：根据动量守恒定律，初动量为零，最后系统的总动量也为零，因此两个人的动量等大反向，因此谁最后接球，谁的质量就

6、大，谁的速度就小，B 正确。7.（2021山西晋中高二期末）如图所示，甲、乙两同学各乘一辆小车在光滑的水平面上匀速相向行驶做抛球游戏。两辆小车速度大小均为v0=4m/s 。已知甲车上有质量m=1kg 的小球若干个，甲和他的车及所带小球的总质量M1=50kg ，乙和他的车总质量M2=30kg 。为了保证两车不相撞，甲不断地将小球一个一个地以相对地面为16m/s 的水平速度抛向乙，且被乙接住。假设某一次甲将小球抛出且被乙接住后刚好可保证两车不相撞，则此时( )A.两车的共同速度大小为2m/s ，甲总共抛出5个小球B.两车的共同速度大小为2m/s ，甲总共抛出10个小球C.两车的共同速度大小为1m/

7、s ，甲总共抛出10个小球D.两车的共同速度大小为1m/s ，甲总共抛出5个小球答案：7.C解析：以甲、乙两同学及两车组成的系统为研究对象，以水平向右为正方向，沿甲车的运动方向系统总动量守恒，甲不断抛球，乙接球，当甲和小车与乙和小车具有共同速度时，可保证刚好不相撞，设共同速度为v ，则M1v0-M2v0=(M1+M2)v ，得v=M1-M2M1+M2v0=1m/s ，这一过程中乙和他的车的动量变化量p=301-30(-4)kgm/s=150kgm/s ，每一个小球被乙接住后，乙和他的车的动量变化量p1=(161-11)kgm/s=15kgm/s ，故小球个数N=pp1=10 （个），故选C 。

8、8.将两条完全相同的磁铁（磁性极强）分别固定在质量相等的小车上，水平面光滑。开始时甲车速度大小为3m/s ，乙车速度大小为2m/s ，方向相反并在同一直线上，如图所示。（1）当乙车速度为零时（即乙车开始反向运动时），甲车的速度多大？方向如何？（2）由于磁性极强，故两车不会相碰，那么两车的距离最小时，乙车的速度是多大？方向如何？答案：8.（1）1m/s 方向向右 （2）0.5m/s 方向向右解析：两个小车及磁铁组成的系统在水平方向不受外力作用，系统水平方向动量守恒。设向右为正方向（1）由动量守恒定律知mv甲-mv乙=mv甲代入数据解得v甲=1m/s方向向右（2）两车相距最小时，两车速度相同设为v

9、 ，由动量守恒定律知mv甲-mv乙=mv+mv解得v=0.5m/s ，方向向右素养提升练9.（多选）（2021浙江宁波高二检测）如图所示，一个质量为M 的木箱静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个质量为m 的小木块。现使木箱获得一个向右的初速度v0 ，则( )A.小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动B.小木块和木箱最终速度大小为MM+mv0C.小木块与木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动D.如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动答案：9.A ; B解析：木箱与小木块组成的系统水平方向不受外力，故系统水平方向动量守恒，最终二者以相同的速度一起向右运

10、动，取v0 方向为正方向，由动量守恒定律得Mv0=(m+M)v ，解得v=Mv0m+M ，A 、B 正确。10.（2021河北衡水高二期中）如图所示，一枚手榴弹开始时在空中竖直向下落，到某位置时爆炸成a 、b 两块同时落地，其中a 落地时飞行的水平距离OA 大于b 落地时飞行的水平距离OB ，下列说法正确的是( )A.爆炸瞬间a 、b 两块的速度大小相等B.爆炸瞬间a 、b 两块的速度变化量大小相等C.a 、b 两块落地时的速度大小相等D.爆炸瞬间a 、b 两块的动量变化量大小相等答案：10.D解析：由题意知爆炸后a 、b 的竖直分速度大小相等，由a 的水平位移大小大于b 的水平位移大小，可知

11、a 获得的水平分速度大小大于b 获得的水平分速度大小，所以A 、B 、C 均错误；水平方向动量守恒，所以a 、b 的动量变化量大小相等，D 正确。11.（多选）（2021吉林白城洮南第一中学月考）如图所示，三辆完全相同的平板小车a 、b 、c 成一直线排列，静止在光滑水平面上。c 车上有一小孩跳到b车上，接着又立即从b车跳到a 车上。小孩跳离c 车和b车时对地的水平速度相同。他跳到a 车上相对a 车保持静止，此后( )A.a 、b 两车运动速率相等B.a 、c 两车运动速率相等C.三辆车的速率关系vcvavbD.a 、c 两车运动方向相反答案：11.C ; D解析：设小孩跳离b 、c 车时速度

12、为v ，向右为正方向，由动量守恒定律有0=-M车vc+m小孩v,m小孩v=-M车vb+m小孩v,m小孩v=(M车+m小孩)va ，所以vc=m小孩vM车 ，vb=0 ，va=m小孩vM车+m小孩 ，即vcvavb ，并且vc 与va 方向相反。12.如图所示，在光滑水平面上有两个木块A 、B ，木块B 左端放置小物块C 并保持静止，已知mA=mB=0.2kg ，mC=0.1kg ，现木块A 以初速度v=2m/s 沿水平方向向右滑动，木块A 与B 相碰后具有共同速度（但不粘连），C 与A 、B 间均有摩擦。（1）求木块A 与B 相碰瞬间木块A 及小物块C 的速度大小；（2）若木块A 足够长，求小

13、物块C 的最终速度。答案：12.（1）1m/s 0 （2）23m/s ，方向水平向右解析：（1）木块A 与B 相碰瞬间C 的速度为0，A 、B 木块的速度相同，由动量守恒定律得mAv=(mA+mB)vA ，解得vA=1m/s（2）C 滑上A 后，摩擦力使C 加速，使A 减速，直至A 、C 具有共同速度，以A 、C 整体为系统，由动量守恒定律得mAvA=(mA+mC)vC ，解得vC=23m/s ，方向水平向右创新拓展练13.（多选）如图所示，滑块和小球的质量分别为M 、m ，滑块可在水平放置的光滑固定导轨上自由滑动，小球与滑块上的悬点O 由一不可伸长的轻绳相连，轻绳长为l 。开始时，轻绳处于水

14、平拉直状态，小球和滑块均静止。现将小球由静止释放，当小球到达最低点时，下列说法正确的是( )A.滑块和小球组成的系统动量守恒B.滑块和小球组成的系统水平方向动量守恒C.滑块的最大速率为2m2glM(M+m)D.滑块的最大速率为m2glM(M+m)答案：13.B ; C解析：球下落过程中滑块和小球组成的系统所受合外力不为零，因此系统动量不守恒，A 错误；绳子上的拉力属于内力，滑块和小球组成的系统在水平方向不受外力作用，因此系统水平方向动量守恒，B 正确；当小球落到最低点时，只有水平方向的速度，此时小球和滑块的速度均达到最大，根据系统水平方向动量守恒有Mvmax=mv ，根据系统机械能守恒有mgl=12mv2+12Mvmax2 ，联立解得vmax=2m2glM(M+m) ，C 正确，D 错误。思路导引 当合外力为零时系统动量守恒，若某一方向上合外力为零则该方向上动量守恒；当小球落到最低点时，只有水平方向速度，根据系统水平方向动量守恒和系统机械能守恒可正确解答。模型总结 悬绳模型悬绳模型（如图所示）的特点是系统机械能守恒，水平方向动量守恒，解题时需关注物体运动的最高点和最低点。