人教版高二物理选修3-5第十六章 动量守恒定律 第三节 动量守恒定律 每课一练教师版.docx

1、第十六章 动量守恒定律第三节 动量守恒定律 每课一练班别 姓名 学号 1（多选）如图所示，在光滑的水平面上有一静止的物体M，物体上有一光滑的半圆弧轨道，最低点为C，A、B为同一水平直径上的两点，现让小滑块m从A点由静止下滑，则Am到达M上的B点时m的速度不为零Bm从A到C的过程中M向左运动，m从C到B的过程中M向右运动C若m由A点正上方h高处自由下落，则由B点飞出时做竖直上抛运动DM与m组成的系统机械能守恒，水平方向动量守恒【答案】CD【解析】试题分析：根据机械能守恒、动量守恒定律的条件，M和m组成的系统机械能守恒，水平方向动量守恒，D正确；m滑到右端两者具有相同的速度时有：，再根据机械能守恒

2、定律可知.m恰能达到小车上的B点，且m到达B的瞬间，m、M速度为零，A错误； m从A到C的过程中M向左加速运动，m从C到B的过程中M向左减速运动，B错误；C正确；故选CD。考点：系统的动量守恒和机械能守恒定律。小滑块m从A点静止下滑，物体M与滑块m组成的系统水平方向所受合力为零，系统水平方向动量守恒，竖直方向有加速度，合力不为零，系统动量不守恒，结合机械能守恒定律，即可正确判断。2（多选）如图所示，木块B与水平面间的摩擦不计，子弹A沿水平方向射入木块并在极短时间内相对于木块静止下来，然后木块压缩弹簧至弹簧最短，将子弹射入木块到刚相对于静止的过程称为I，此后木块压缩的过程称为，则A过程中，子弹和

3、木块所组成的系统机械能不守恒，动量守恒B过程中，子弹、弹簧和木块所组成的系统机械能不守恒，动量也不守恒C过程中，子弹、弹簧和木块所组成的系统机械能守恒，动量也守恒D过程中，子弹、弹簧和木块所组成的系统机械能守恒，动量不守恒【答案】AD。AB、子弹射入木块到刚相对于静止的过程中，由于时间极短，弹簧没来得及发生形变，弹簧的弹力认为为零，子弹和木块组成的系统所受的合外力为零，所以系统动量守恒，但要系统克服阻力做功，产生内能，系统的机械能不守恒，故A正确、B错误；C、在过程中，子弹、弹簧和木块所组成的系统受到墙壁的作用力，系统所受的外力之和不为零，则系统动量不守恒，但系统只有弹簧的弹力做功，机械能守恒

4、故C错误，D正确故选：D3（多选）如图所示，A、B两物体质量之比mA:mB=3:2，原来静止在平板小车C上，A、B间有一根被压缩的弹簧，地面光滑。当两物体被同时释放后，则A若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B组成系统的动量守恒B若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B、C组成系统的动量守恒C若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B组成系统的动量守恒D若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成系统的动量守恒 【答案】BCD【解析】当系统不受外力或所受的外力之和为零，系统动量守恒，根据动量守恒的条件进行判断。因为A、B都要受到车的摩擦力作用，且由于A的质量大于B的质量，两个物体与

5、车上表面的动摩擦因数相等，即A物体受到的摩擦力大于B物体受到的摩擦力，所以当只把A、B作为系统时，显然系统受到的合外力不为0，它们的总动量不守恒的，故A错误；当把A、B、C、弹簧作为系统时，由于地面光滑，系统受到的合外力等于0，所以系统的总动量是守恒的，故B正确；若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B组成的系统所受的合外力等于0，所以A、B组成的系统动量守恒，故C正确；若A、B所受的摩擦力大小相等，地面光滑，系统受到的合外力等于0，所以A、B、C组成的系统动量守恒，故D正确。4如图所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块。木箱和小木块都具有一定的质量。现使木箱获得一

6、个向右的初速度v0，则A小木块和木箱最终都将静止B小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动C小木块在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】B 试题分析：当使木箱获得一个向右的初速度v0时，木块将相对木箱向后滑动，然后经过若干次与木箱内壁的碰撞后，小木块最终将相对木箱静止，然后二者一起向右运动。选项B正确。5质量相等的三个物体在一光滑水平面上排成一直线，且彼此隔开一定距离，如图，具有初动能E0的第一号物块向右运动，依次与其余两个物块发生碰撞，最后这三个物体粘成一个整体，这个整体的动能等于AE0 B2E0/3CE0/

7、3 DE0/9【答案】C【解析】设1的初速度为v0，则根据动量守恒定律，解得v=v0/3，整体的动能为，选项C正确。6关于动量守恒的条件，下列说法正确的有A只要系统内存在摩擦力，动量不可能守恒B只要系统受外力做的功为零，动量守恒C只要系统所受到合外力的冲量为零，动量守恒D系统加速度为零，动量不一定守恒【答案】C【解析】只要系统所受合外力为零，系统动量就守恒，与系统内是否存在摩擦力无关，故A错误；系统受外力做的功为零，系统所受合外力不一定为零，系统动量不一定守恒，如用绳子拴着一个小球，让小球做匀速圆周运动，小球转过半圆的过程中，系统外力做功为零，但小球的动量不守恒，故B错误；力与力的作用时间的乘

8、积是力的冲量，系统所受到合外力的冲量为零，则系统受到的合外力为零，系统动量守恒，故C正确；系统加速度为零，由牛顿第二定律可得，系统所受合外力为零，系统动量守恒，故D错误；故选C。7如图所示，在光滑的水平地面上有一辆平板车，车的两端分别站着人A和B，A的质量为mA，B的质量为mB，mAmB。最初人和车都处于静止状态。现在，两人同时由静止开始相向而行，A和B对地面的速度大小相等，则车A静止不动 B左右往返运动C向右运动 D向左运动【答案】D【解析】两人与车组成的系统动量守恒，开始时系统动量为零，两人与大小相等的速度相向运动，A的质量大于B的质量，则A的动量大于B的动量，AB的总动量方向与A的动量方

9、向相同，即向右，要保证系统动量守恒，系统总动量为零，则小车应向左运动；故选D。8在下列几种现象中，所选系统动量守恒的有A原来静止在光滑水平面上的车，从水平方向跳上一个人，人车为一系统B运动员将铅球从肩窝开始加速推出，以运动员和铅球为一系统C从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢中，以重物和车厢为一系统D光滑水平面上放一斜面，斜面也光滑，一个物体沿斜面滑下，以重物和斜面为一系统【答案】A分析：根据动量守恒定律的条件：系统合外力为零或者跟内力相比，外力远远小于内力，都可以认为系统动量守恒。A中把车、人看作一整体，系统合外力为零，因此人车系统动量守恒。B中铅球和人初始时总动量为0，但后来铅球速度

10、不为零，人静止，因此动量不守恒。C中在下落时，中午速度不断增加，落入车厢中，速度变为零，因此该系统动量不守恒。D中斜面在下滑时加速度为沿斜面向下方向，因此在竖直方向有加速度分量，因此整体处于部分失重状态，因此该系统只能认为水平方向动量守恒，装置总体动量不守恒。因此答案为A。考点：动量守恒定律条件点评：此类题根据动量守恒定律设置了一些常见情景，在运用动量守恒定律之前需要判断是否满足机械能守恒定律的条件，若不满足则不能运用动量守恒定律9（多选）如图所示，质量分别为m和2m的A、B两个木块间用轻弹簧相连，放在光滑水平面上，A靠紧竖直墙用水平力F将B向左压，使弹簧被压缩一定长度，静止后弹簧储存的弹性势

11、能为E。这时突然撤去F，关于A、B和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是A撤去F后，系统动量守恒，机械能守恒B撤去F后，A离开竖直墙前，系统动量不守恒，机械能守恒C撤去F后，A离开竖直墙后，弹簧的弹性势能最大值为ED撤去F后，A离开竖直墙后，弹簧的弹性势能最大值为E/3【答案】BD【解析】撤去F后，A离开竖直墙前，竖直方向两物体的重力与水平面的支持力平衡，合力为零，而墙对A有向右的弹力，使系统的动量不守恒这个过程中，只有弹簧的弹力对B做功，系统的机械能守恒，A离开竖直墙后，系统水平方向不受外力，竖直方向外力平衡，则系统的动量守恒，只有弹簧的弹力做功，机械能也守恒，故A错误，B正确。撤去F后，A离

12、开竖直墙后，当两物体速度相同时，弹簧伸长最长或压缩最短，弹性势能最大，设两物体相同速度为v，A离开墙时，B的速度为v0，根据动量守恒和机械能守恒得2mv0=3mv，E=3mv2+Ep，又E=2mv02联立得到，弹簧的弹性势能最大值为Ep=E，故C错误，D正确。故选BD。【名师点睛】本题考查动量守恒和机械能守恒的判断和应用能力。动量是否守恒要看研究的过程，系统动量守恒的条件：系统不受外力或所受合外力为零；A离开竖直墙后，当两物体速度相同时，弹簧伸长最长或压缩最短，弹性势能最大；要细化过程分析，不能笼统。10质量为m、速度为v的A球与质量为3m的静止B球发生正碰。碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的

13、，因此，碰撞后B球的速度可能有不同的值。碰撞后B球的速度大小可能是A0.6v B0.4vC0.2v Dv【答案】B11如图所示，A、B两物体质量分别为mA、mB，且mAmB，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A停止运动 B向左运动C向右运动 D运动方向不能确定【答案】B【解析】力F大小相同，经过相同的距离，知两力做功相同，即物块A、B的动能相等。由知，质量大的，动量大，也即撤掉力F时，B的动量大。以AB为研究对象，动量守恒，相碰过程中总动量不变，故碰后，向左运动，B对。【名师点睛】动量守恒定律的适用条件

14、：（1）理想守恒：系统不受外力或所受外力的合力为零，则系统动量守恒。（2）近似守恒：系统受到的合力不为零，但当内力远大于外力时，系统的动量可近似看成守恒。（3）分方向守恒：系统在某个方向上所受合力为零时，系统在该方向上动量守恒。12如图，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为M的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑连接，一个质量为m（mM）的小球从槽高h处开始自由下滑，下列说法正确的是A在以后的运动过程中，小球和槽的水平方向动量始终守恒B在下滑过程中小球和槽之间的相互作用力始终不做功C全过程小球和槽、弹簧所组成的系统机械能守恒，且水平方向动量守恒D被弹簧反弹后，小球和槽的机械能守恒，但小球

15、不能回到槽高h处【答案】D【解析】小球在槽上运动时，两物体组成的系统在水平方向上所受合外力为零，系统在水平方向上动量守恒；而当小球接触弹簧后，小球受弹簧的弹力作用，合外力不为零，故系统动量不守恒，但是全过程中小球和槽、弹簧所组成的系统只有重力和弹力做功，故系统的机械能守恒，故A、C错误；下滑过程中两物体都有水平方向的位移，而力是垂直于球面的，故力和位移夹角不垂直，故力均做功，故B错误；由于球和槽的质量不相等，小球沿槽下滑，与槽分离后，球的速度大于槽的速度，球被弹回后，当与槽的速度相等时，小球上升到最大高度，此时由于球和槽都有动能，故小球不能回到槽高h处的位置，故D正确。故选D。13在光滑水平面

16、上静置有质量均为m的木板AB和滑块CD，木板AB上表面粗糙。动摩擦因数为，滑块CD上表面是光滑的1/4圆弧，其始端D点切线水平且在木板AB上表面内，它们紧靠在一起，如图所示。一可视为质点的物块P，质量也为m，从木板AB的右端以初速度v0滑上木板AB，过B点时速度为v0/2，又滑上滑块CD，最终恰好能滑到滑块CD圆弧的最高点C处，求：（1）物块滑到B处时木板的速度vAB；（2）木板的长度L；（3）滑块CD圆弧的半径。【答案】（1） （2） （3）(1）(2）(3）解：(1）由点A到点B时，取向左为正由动量守恒得：（2分）其中，得（2分）(2）由点A到点B时，根据能量守恒得：（2分）得（2分）(3

17、）由点D到点C,滑块CD与物块P的动量守恒和机械能守恒，得：（1分）（1分）解得（2分）14在水平光滑的冰面上，一小孩坐在静止的冰车中，小孩和冰车的总质量M=30 kg。冰车上放有6枚质量均为m=0.25 kg的雪球，小孩先后将雪球沿同一方向水平掷出，出手时雪球相对地面的速度均为4.0 m/s。求6枚雪球掷完后，冰车和小孩速度的大小。【答案】0.2 m/s，方向与雪球的速度相反【解析】取小孩和冰车及雪球为一个系统，设第一次扔出雪球后，冰车和小孩速度为v1，则由系统水平方向动量守恒，(M+5m)v1+mv=0解得：第二次扔出雪球后，冰车和小孩速度为v2，则由系统水平方向动量守恒(M+4m)v2+

18、mv=(M+5m)v1mv解得：，负号表示方向与雪球的速度相反。15如图所示，质量为m的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上，其水平直径AB长度为2R，现将质量也为m的小球从距A点正上方h0高处由静止释放，然后由A点经过半圆轨道后从B冲出，在空中能上升的最大高度为（不计空气阻力），则A小球和小车组成的系统动量守恒B小车向左运动的最大距离为C小球离开小车后做斜上抛运动D小球第二次能上升的最大高度18D【解析】小球与小车组成的系统在水平方向所受合外力为零，水平方向系统动量守恒，但系统整体所受合外力不为零，系统动量不守恒，故A错误；系统水平方向动量守恒，以向右为正方向，在水平方向，由动量守恒定律得：m

19、vmv=0，解得小车的位移：x=R，故B错误；小球与小车组成的系统在水平方向动量守恒，小球由B点离开小车时系统水平方向动量为零，小球与小车水平方向速度为零，小球离开小车后做竖直上抛运动，故C错误；小球第一次在车中运动过程中，由动能定理得：mg（h0h0）Wf=0，Wf为小球克服摩擦力做功大小，解得Wf=mgh0，即小球第一次在车中滚动损失的机械能为mgh0，由于小球第二次在车中滚动时，对应位置处速度变小，因此小车给小球的弹力变小，摩擦力变小，摩擦力做功小于mgh0，机械能损失小于mgh0，因此小球再次离开小车时，能上升的高度大于：h0h0=h0，而小于h0，故D正确。16如图所示，光滑水平面上

20、放置质量均为M=2 kg的甲、乙两辆小车，两车之间通过一感应开关相连（当滑块滑过感应开关时，两车自动分离）。其中甲车上表面光滑，乙车上表面与滑块P之间的动摩擦因数=0.5。一根通过细线拴着而被压缩的轻质弹簧固定在甲车的左端，质量为m=1 kg的滑块P（可视为质点）与弹簧的右端接触但不相连，此时弹簧储存的弹性势能E0=10 J，弹簧原长小于甲车长度，整个系统处于静止。现剪断细线，求：（1）滑块P滑上乙车前的瞬时速度的大小；（2）滑块P滑上乙车后最终未滑离乙车，P在乙车上滑行的距离为多大？16（1）4 m/s （2） m【解析】（1）设滑块P滑上乙车前的速度为v，对整体应用动量守恒和能量关系有：m

21、v2MV = 0E0 =解之得v = 4 m/s（2）设滑块P和小车乙达到的共同速度v，对滑块P和小车乙有：mvMV =（m+M）vmgL=+代入数据解之得：L=m17（2019新课标全国卷）如图，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上。某时刻小孩将冰块以相对冰面3 m/s的速度向斜面体推出，冰块平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度为h=0.3 m（h小于斜面体的高度）。已知小孩与滑板的总质量为m1=30 kg，冰块的质量为m2=10 kg，小孩与滑板始终无相对运动。取重力加速度的大小g=10 m/s2。（1）求斜面体的质量；（2）

22、通过计算判断，冰块与斜面体分离后能否追上小孩？答案：20kg;不能。试题分析：（i）规定向右为速度正方向。冰块在斜面体上运动到最大高度时两者达到共同速度，设此共同速度为v，斜面体的质量为m3。由水平方向动量守恒和机械能守恒定律得m2v20=(m2+m3)v式中v20=3 m/s为冰块推出时的速度。联立式并代入题给数据得m3=20 kg(ii)设小孩推出冰块后的速度为v1，由动量守恒定律有m1v1+m2v20代入数据得v1=1 m/s设冰块与斜面体分离后的速度分别为v2和v3，由动量守恒和机械能守恒定律有m2v20=m2v2+m3v3联立式并代入数据得v2=1m/s 由于冰块与斜面体分离后的速度与小孩推出冰块后的速度相同且处于后方，故冰块不能追上小孩。