2019-2020学年高中物理第16章第3节动量守恒定律练习新人教版选修3-5.doc

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2019-2020学年高中物理第16章动量守恒定律第3节动量守恒定律练习(含解析)新人教版选修3-5

、选择题（单选题）1 •如图所示，两位同学穿旱冰鞋，面对面站立不动，互推后向相反的方向运动，不计摩擦阻力，下列判断正确的是（C ）A. 互推后两同学总动量增加B. 互推后两同学动量相等C. 分离时质量大的同学的速度小一些D. 互推过程中机械能守恒解析：两位同学组成的系统，所受外力之和为零，动量守恒，则rn i v i = mv2, p i与p2大小相等，方向相反，A B不正确；若m> m i,则v i v V2, C正确；互推过程中两同学的动能增大，机械能增加，D不正确。

2. 如图所示，光滑圆槽质量为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，如将线烧断，小球滑到另一边的最高点时，圆槽的速度为A. 0C.向右解析：把小球m和物体M作为一个系统，因水平面光滑，故系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒。

3. 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。

现使木箱获得一个向右的初速度V o,则（B ）动量守恒定律匡课时作业KE-HOU-KE-SHI*ZLJO-VE -------------------- S•基础夯实WA.小木块和木箱最终都将静止解析：当P 与Q 有共同速度时，弹簧具有最大弹性势能, 由动量守恒得： mv = 2mv 由能量守恒得：1m\0=曰+ 12m\/ 1 2解得&= [mv ，故选项B 正确。

二、非选择题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解析：木箱和小木块具有向右的动量，并且相互作用的过程中总动量守恒, 于木箱与底板间存在摩擦，小木块最终将相对木箱静止，B 对、C 错。

A 、D 错；由4.如图所示，半径分别为R 和r (R >r )的甲、乙两光滑圆轨道安置在同一竖直平面内,两轨道之间由一条光滑水平轨道 CD 相连，在水平轨道CD 上一轻弹簧被a 、b 两小球夹住，同时释放两小球，a 、b 球恰好能通过各自的圆轨道的最高点。

2019-2020学年高中物理选修3-5 16.3动量守恒定律(word版)(有答案)

2019-2020学年高中物理选修3-6 16.3动量守恒定律课时训练一、选择题（每题四个选项中只有一个选项是正确的，共12题）1．如图所示，A、B两个小车用轻弹簧连接，静止在光滑的水平面上，A车与竖直墙面接触。

将小车B向左推，使弹簧压缩，再由静止释放小车B。

则下列说法正确的是（）A．弹簧第一次恢复原长过程中，两车组成的系统动量守恒B．弹簧第一次恢复原长过程中，弹簧对B车的冲量大于对A车的冲量C．弹簧第一次被拉长的过程中，两车组成的系统动量守恒D．弹簧第一次被拉长的过程中，A车与B车的动量变化量相同2．如图所示，一内外侧均光滑的半圆柱槽置于光滑的水平面上，槽的左侧有一竖直墙壁，现让一小球（可认为质点）自左端槽口A点的正上方从静止开始下落，与半圆槽相切并从A点入槽内，则下列说法正确的是（）A．小球离开右侧槽口以后，将做竖直上抛运动B．小球在槽内运动的全过程中，只有重力对小球做功C．小球在槽内运动的全过程中，小球与槽组成的系统机械能不守恒D．小球在槽内运动的全过程中，小球与槽组成的系统水平方向上的动量不守恒3．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m A，B的质量为m B，m A>m B.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．向左运动B ．左右往返运动C ．向右运动D ．静止不动4．如图所示，在光滑水平面上放置一个质量为M 的滑块，滑块的一侧是一个14圆弧形凹槽OAB ，凹槽半径为R ，A 点切线水平。

另有一个质量为m 的小球以速度v 0从A 点冲上凹槽，整个过程中凹槽不会侧翻，重力加速度大小为g ，不计摩擦。

下列说法中正确的是（）A ．球和滑块组成的系统水平方向动量守恒B ．当0v B 点C ．小球在滑块上运动的过程中，滑块的动能先增大后减小D ．如果小球的速度足够大，球将从滑块的左侧离开滑块后落到水平面上5．一弹丸在飞行到距离地面5 m 高时仅有水平速度 v ＝2 m/s ，爆炸成为甲、乙两块水平飞出，甲、乙的质量比为3∶1．不计质量损失，取重力加速度 g ＝10 m/s 2，则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是( )A ．B ．C ．D ．6．光滑水平面上，小球A 以速率v 运动时，和静止的小球B 发生碰撞，碰后A 以2v 的速率弹回，而B 球以3v 的速率向前运动，则A 、B 两球的质量之比为A ．2：3B ．2：9C ．3：2D ．9：27．如图，质量为200kg的小船在静止水面上以3m/s的速率向右匀速行驶，一质量为50kg的救生员站在船尾，相对小船静止。

2020学年高中物理第十六章动量守恒定律3动量守恒定律课时作业(含解析)新人教版选修3-5(最新整

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动量守恒定律[A组素养达标]1。

如图所示的装置中，木块B与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短．现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统)，则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中( )A．动量守恒、机械能守恒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:把系统从子弹射入木块到弹簧压缩至最短的过程分段考虑．第一段：子弹射入木块瞬间，弹簧仍保持原长，子弹与木块间的摩擦力为内力，合外力为零，所以此瞬间系统动量守恒，机械能不守恒．第二段：子弹射入木块后，与木块一起压缩弹簧，系统受墙面弹力(外力)不为零，所以此过程系统动量不守恒．综合在一起，整个过程中动量、机械能均不守恒，选项B正确．答案：B2.(多选)根据UIC(国际铁道联盟）的定义，高速铁路是指营运速率达200 km/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350 km/h的速度在平直铁轨上匀速行驶时，受到的阻力约为106 N，如果撞击一块质量为0。

高中物理第十六章动量守恒定律 16.3 动量守恒定律(2)同步训练(含解析)新人教版选修3-5-

16.3动量守恒定律〔二〕一、选择题1、如图，两滑块A 、B 在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块A 的质量为m ，速度大小为2v 0，方向向右，滑块B 的质量为2m ，速度大小为v 0，方向向左，两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是〔〕A 、A 和B 都向左运动B 、A 和B 都向右运动C 、A 静止，B 向右运动D 、A 向左运动，B 向右运动2、如下列图，小车与木箱紧挨着静放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，关于上述过程，如下说法中正确的答案是〔〕A 、男孩和木箱组成的系统动量守恒B 、男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒C 、小车与木箱组成的系统动量守恒D 、木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量一样3、如下列图，A 、B 两物体质量分别为m A 、m B ，且m A ＞m B ，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 上经过一样距离后，撤去两个力，两物体发生碰撞并粘在一起后将〔〕A 、停止运动B 、向左运动C 、向右运动D 、运动方向不能确定4、如下列图，两个质量均为m 的小球A 和B 用轻质弹簧连接，静止放在光滑水平面上．现给小球A 一速度v ，在弹簧第一次被压缩到最短的过程中，如下说法正确的答案是〔〕A 、A 、B 两球的总动能不变B 、A 、B 两球的总动量为mvC 、弹簧对B 球的作用力大于对A 球的作用力D 、弹簧被压缩到最短时，A 、B 两球的总动能最大5、一质量为0.1kg 的小球自t=0时刻从水平地面上方某处自由下落，小球与地面碰后反向弹回，不计空气阻力，也不计小球与地面碰撞的时间，小球距地面的高度h 与运动时间t 关系如下列图，取g=10m/S 2．如此〔〕A 、小球第一次与地面碰撞后的最大速度为13m/SB 、小球与地面碰撞前后动量守恒C 、小球第一次与地面碰撞时机械能损失了15JD 、小球将在t=6S 时与地面发生第四次碰撞6、如下列图，放置在水平地面上的木板B 的左端固定一轻弹簧，弹簧右端与物块A 相连．A 、B 质量相等，二者处于静止状态，且所有接触面均光滑．现设法使物块A 以一定的初速度沿木板B 向右运动，在此后的运动过程中弹簧始终处在弹性限度内，且物块A 始终在木板B 上．如下说法中正确的答案是〔〕A 、物块A 的加速度先减小后增大B 、物块A 的速度最大时弹簧的弹性势能最大C 、木板B 的速度最大时弹簧最长D 、木板B 的速度最大时物块A 的速度为零7、如下列图，一个质量为M 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质量为m 的小木块，m=0.25M ，现使木箱获得一个向右的初速度v 0，如此〔〕A 、木箱运动和小木块最终都静止B 、小木块最终速度大小为4v 0，方向向右C 、木箱最终速度大小为0.8v 0，方向向右D 、如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，如此二者将一起向左运动8、如下列图，光滑水平面上有大小一样的两个A 、B 小球在同一直线上运动．两球质量关系为m B =2m A ，规定向右为正方向，A 、B 两球的动量均为8kgm/S 运动中两球发生碰撞，碰撞后A 球的动量增量为﹣4kgm/S ，如此〔〕A 、右方为A 球，碰撞后A 、B 两球的速度大小之比为2：3B 、右方为A 球，碰撞后A 、B 两球的速度大小之比为1：6C、左方为A球，碰撞后A、B两球的速度大小之比为2：3D、左方为A球，碰撞后A、B两球的速度大小之比为1：69、两个小球在光滑水平面上沿同一直线，同一方向运动，B球在前，A球在后，mA =1kg， mB=2kg， vA=6m/S ，vB=3m/S ，当A球与B球发生碰撞后，A、B两球速度可能为〔〕A、vA =4m/S，vB=4m/S B、vA=2m/S，vB=15m/S C、vA=﹣4m/S，vB=6m/S D、vA=7m/S，vB=2.5m/S10、如下列图．质量均为M=0.4kg的两长平板小车A和B开始时紧靠在一起都静止于光滑水平面上．小物块〔可看成质点〕m=0.2kg以初速度v=9m/S从最左端滑上A小车的上外表，最后停在B小车最右端时速度为v2=2m/S ，最后A的速度v1为．〔〕A、2m/SB、1.5m/SC、1m/SD、0.5m/S11、如下列图为2014年索契冬奥会上中国女子冰壶队员投掷冰壶的镜头．在某次投掷中，冰壶运动一段时间后以0.4m/S的速度与对方的静止冰壶发生正碰，碰后对方的冰壶以0.3m/S的速度向前滑行．假设两冰壶质量相等，规定向前运动方向为正方向，如此碰后中国队冰壶获得的速度为〔〕A、﹣0.1m/SB、﹣0.7m/SC、0.1m/SD、0.7m/S12、如下列图，质量m0=2kg的足够长的平板车B的上外表粗糙水平，开始时静止在光滑水平面上，在平板车左端静止着一块质量m A=2kg的物块A ，一颗质量m0=0.01kg的子弹以v0=600m/S的水平初速度瞬间射穿A后，速度变为v=200m/S ．如此平板车的最终速度为〔〕A、0.5m/SB、1m/SC、1.5m/SD、2m/S13、如下列图的装置中，木块B与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短，现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象〔系统〕，如此此系统在从子弹即将射入木块到弹簧压缩至最短的过程中〔〕A、动量守恒，机械能守恒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14、如下列图，在光滑水平地面上放着两个物体，其间用一根不能伸长的细绳相连，开始时B静止，A具有4kg•m/S的动量〔以向右为正〕，刚开始绳松弛．在绳拉紧〔可能拉断〕的过程中，A、B动量的变化量可能为〔〕A、△PA =4kg•m/S，△PB=﹣4kg•m/S B、△PA=2kg•m/S，△PB=﹣2kg•m/S C、△PA=﹣2kg•m/S，△P B =2kg•m/S D、△PA=△PB=2kg•m/S15、质量为2m的物体A ，以一定的速度沿光滑水平面运动，与一静止的物体B碰撞后粘为一体继续运动，它们共同的速度为碰撞前A的速度的2/3，如此物体B的质量为〔〕A、mB、2mC、3mD、2m/3二、填空题16、将静置在地面上，质量为M〔含燃料〕的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度v竖直向下喷出质量为m的炽热气体．忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，如此喷气完毕时火箭模型获得的速度大小是________．17、静止的实验火箭，总质量为M ，当它以对地速度v喷出质量为△m的高温气体后，火箭的速度为________．18、如图为实验室常用的气垫导轨验证动量守恒的装置．在水平放置的气垫导轨上，质量为0.4kg、速度为0.5m/S的滑块A与质量为0.6kg、速度为0.1m/S的滑块B迎面相撞，碰撞前A、B总动量大小是________ kg•m/S；碰撞后滑块B被弹回的速度大小为0.2m/S ，此时滑块A的速度大小为________ m/S ，方向与它原来速度方向________．〔“一样〞或“相反〞〕19、在做“验证动量守恒定律〞的实验中，小球的落点情况如下列图，入射球A与被碰球B的质量之比为MA：MB=3：2，如此实验中碰撞完毕时刻两球动量大小PA：PB的值为________．20、如下列图，有一绳长为25cm，上端固定在滚轮A的轴上，下端挂一质量为m=50kg的物体．现滚轮和=1m/S匀速向右运动，为防止中途滚轮碰到固定挡板突然停车，绳最小承受拉力不得少物体﹣起以速度v于________ N ．三、解答题21、如下列图．在光滑的水平地面上停着一辆质量为m1=20Kg的小车A ，有一质量为m2=15Kg的小木块C 静止于小车A的右端，另有一辆质量为m3=25Kg的小车B以V0=3m/S的速度向右运动，与小车A发生碰撞，碰撞后连在一起运动〔两车相碰时间极短〕．假定车A足够长，木块与小车A的动摩擦因数为µ=0.2〔g取10m/S2，计算结果小数点后保存两位〕．试求：(1)碰撞完毕瞬间小车A的速度大小(2)木块在小车A上滑动的距离．22、如图示，滑板A放在水平面上，长度为L=2m，滑块质量m A=1kg、m B=0.99kg， A、B间粗糙，现有m C=0.01kg 子弹以V0=200m/S速度向右击中B并留在其中，求(1)子弹C击中B后瞬间，B速度多大?(2)假设滑块A与水平面固定，B被子弹击中后恰好滑到A右端静止，求滑块B与A间动摩擦因数μ?(3)假设滑块A与水平面光滑，B与A间动摩擦因数不变，试分析B能否离开啊，并求整个过程A、B、C组成的系统损失的机械能．23、如下列图，水平面光滑，轻质弹簧右端固定，左端栓连物块b ，小车质量M=3kg，粗糙局部AO长L=2m，动摩擦因数μ=0.3，OB局部光滑．另一小物块a ，放在车的最左端，和车一起以v0=4m/S的速度向右匀速运动，车撞到固定挡板后瞬间速度变为零，但不与挡板粘连．车OB局部的长度大于弹簧的自然长度，弹簧始终处于弹性限度内．A、B两物块视为质点质量均为m=1kg，碰撞时间极短且不粘连，碰后一起向右运动．〔取g=10m/S2〕求：(1)物块a与b碰前的速度大小．(2)弹簧具有的最大弹性势能．(3)当物块a相对小车静止时在小车上的位置距O点多远．(4)当物块a相对小车静止时小车右端B距挡板多远．24、如下列图，一个带有圆弧的粗糙滑板A的总质量m A=3kg，其圆弧局部与水平局部相切于P ，水平局部PQ长L=3.75m．开始时，A静止在光滑水平面上．现有一质量m B=2kg的小木块B从滑块A的右端以水平初速度v0=5m/S滑上A ，小木块B与滑板A之间的动摩擦因数μ=0.15，小木块B滑到滑板A的左端并沿着圆弧局部上滑一段弧长后返回，最终停止在滑板A上．(1)求A、B相对静止时的速度大小．(2)假设B最终停在A的水平局部上的R点，P、R相距1m，求B在圆弧上运动的过程中因摩擦而产生的内能．(3)假设圆弧局部光滑，且除v0不确定外其他条件不变，讨论小木块B在整个运动过程中，是否有可能在某段时间里相对地面向右运动？如不可能，说明理由；如可能，试求出B既向右滑动，又不滑离木板A的v0取值范围．〔取g=10m/S2，结果可以保存根号〕25、如下列图，在光滑水平面上，有一质量M=3kg的薄板，板上有质量m=1kg的物块，两者以v0=4m/S的初速度朝相反方向运动．薄板与物块之间存在摩擦且薄板足够长，求(1)当物块的速度为3m/S时，薄板的速度是多少？(2)物块最后的速度是多少？答案解析局部一、选择题1、【答案】 D【考点】动量守恒定律【解析】【解答】两球碰撞过程动量守恒，以两球组成的系统为研究对象，取水平向右方向为正方向，碰撞前，A、B的速度分别为：vA =2v、vB=v．碰撞前系统总动量：P=mA vA+mBvB=m×2v+2m×〔﹣v〕=0，P=0，系统总动量为0，系统动量守恒，如此碰撞前后系统总动量都是0；假设碰撞为完全非弹性碰撞，如此碰撞后二者的速度相等，都是0；假设碰撞不是完全非弹性碰撞，如此碰撞后二者的速度方向运动相反．故D正确，ABC错误．应当选：D．【分析】两球碰撞过程，系统动量守恒，先选取正方向，再根据动量守恒定律列方程，求解即可．2、【答案】 B【考点】动量守恒定律【解析】【解答】在男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱的过程中；A、男孩和木箱组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，故A错误；B、男孩、小车与木箱三者组成的系统所受合力为零，系统动量守恒，故B正确；C、小车与木箱组成的系统所受合外力不为零，系统动能不守恒，故C错误；D、木箱、男孩、小车组成的系统动量守恒，木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小一样，方向相反，木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量不一样，故D错误．应当选：B．【分析】根据动量守恒条件分析答题，系统所受合外力为零，系统动量守恒．3、【答案】 C【考点】动量守恒定律【解析】【解答】力F大小相等，mA ＞mB，由牛顿第二定律可知，两物体的加速度有：aA ＜aB，由题意知：SA=SB，由运动学公式得：SA= a A t A2， SB= a B t B2，可知：t A＞t B，由IA =F•tA， IB=F•tB，得：IA＞IB，由动量定理可知△PA=IA，△PB=IB，如此PA＞PB，碰前系统总动量向右，碰撞过程动量守恒，由动量守恒定律可知，碰后总动量向右，故ABD错误，C正确．应当选：C．【分析】此题可以从两个角度来分析，一是利用运动学公式和冲量的定义，结合动量守恒定律来分析；二是动能定理和动量的定义，结合动量守恒定律来分析．4、【答案】 D 【考点】动量守恒定律【解析】【解答】A 、A 、B 和弹簧组成的系统机械能守恒，在弹簧压缩的过程中，弹性势能增大，如此A 、B 两球的总动能减小，当弹簧压缩到最短时，弹性势能最大，如此A 、B 两球的总动能最小．故A 错误，D 正确．B 、A 、B 两球组成的系统，动量守恒，所以A 、B 两球的总动量等于初状态的总动量，为mv ，故B 正确．C 、弹簧对A 、B 两球的作用力大小相等，故C 错误．应当选：D ．【分析】A 、B 两球组成的系统动量守恒，根据能量守恒判断A 、B 两球总动能的变化，当弹性势能最大时，总动能最小．5、【答案】C 【考点】动量守恒定律【解析】【解答】A 、由图可知，小球从20m 高的地方落下，由机械能守恒定律可知，落地时的速度v 1==20m/S ；而碰后，小球上升的高度为5m ，同理可知，碰后的速度v 2= =10m/S ，故A 不正确；B 、小球与地面碰后反向弹回，速度的方向改变，小球的动量不守恒，所以B 错误；C 、小球碰前的机械能E 1= mv 12=20J ；而碰后的机械能E 2= mv 22=5J ，故机械能的改变量为E 1﹣E 2=15J ；故C 正确；D 、由图可知，从小球第二次弹起至第三次碰撞，用时1S ，而第三次弹起时，其速度减小，故在空中时间减小，故应在6S 前发生第四次碰撞，故D 错误；应当选：C ．【分析】图象为h ﹣t 图象，故描述小球高度随时间变化的规律，如此由图象可读出碰后小球上升的最大高度；由机械能守恒可求得小球与地面碰撞前后的速度，如此可求得机械能的损失．6、【答案】 D 【考点】功能关系，动量守恒定律【解析】【解答】对A 、B 在水平方向受力分析可知，A 与B 在水平方向受到的外力为0，A 、B 与弹簧在水平方向的动量守恒，系统的机械能守恒．开始时弹簧的伸长量比拟小，如此F 比拟小，A 做减速运动，B 做加速运动，当弹簧伸长至最长时，二者的速度相等；此后A 继续减速，B 继续加速，弹簧开始收缩．根据动量守恒定律：mv 0=mv 1+mv 2，和机械能守恒可知，当弹簧的长度恰好等于原长时，B 的速度最大；此后弹簧进展压缩，A 的速度开始增大，B 的速度开始减小．A 、对A 、B 在水平方向受力分析可知，A 与B 在水平方向受到的外力为0，都受到弹簧的弹力，设F 为弹簧的弹力；当加速度大小一样为a 时，对A 有：ma=F=kx ， A 的加速度与弹簧的形变量成正比，由于弹簧先伸长，后又压缩，所以弹簧对A 的作用力先增大，后减小，如此A 的加速度先增大，后减小．故A 错误；B 、由开始时的分析可知，当当弹簧伸长至最长时，二者的速度相等，此时的弹性势能最大，此时A 的速度不是最大．故B 错误；C 、由于A 、B 质量相等，当弹簧的长度恰好等于原长时，B 的速度最大，故C 错误；D 、当弹簧的长度恰好等于原长时，B 的速度最大，设A 、B 的速度分别是：v 1， v 2，选择向右为正方向，如此根据动量守恒定律得：mv 0=mv 1+mv 2根据机械能守恒得： = + 联立可得：v 1=0，v 2=v 0．故D 正确．应当选：D【分析】所有接触面光滑，对A 、B 受力分析得：A 做加速度减小的变加速运动，B 做加速度增大的变加速运动，经过时间t 后AB 速度相等，画出速度时间图象，根据图象即可求解．7、【答案】 C 【考点】动量守恒定律【解析】【解答】A 、系统所受外力的合力为零，动量守恒，初状态木箱有向右的动量，小木块动量为零，故系统总动量向右，系统内部存在摩擦力，阻碍两物体间的相对滑动，最终相对静止，由于系统的总动量守恒，不管中间过程如何相互作用，根据动量守恒定律，最终两物体以一样的速度一起向右运动．故AD 错误；BC 、最终两物体速度一样，由动量守恒得：Mv 0=〔m+M 〕v ，如此得v= = =0.8v 0，方向向右，故C 正确．B 错误；应当选：C ．【分析】此题中物体系统在光滑的平面上滑动，系统所受外力的合力为零，故系统动量始终守恒，而由于系统内部存在摩擦力，阻碍物体间的相对滑动，最终两物体应该相对静止，一起向右运动．由动量守恒求出最终共同速度．8、【答案】 C 【考点】动量守恒定律【解析】【解答】光滑水平面上大小一样A 、B 两球在发生碰撞，规定向右为正方向，由动量守恒定律可得：△P A =﹣△P B 由于碰后A 球的动量增量为负值，所以右边不可能是A 球的，假设是A 球如此动量的增量应该是正值，因此碰后A 球的动量为4kg•m/S所以碰后B 球的动量是增加的，为12kg•m/S ．由于两球质量关系为m B =2m A 那么碰撞后A 、B 两球速度大小之比2：3，应当选：C应当选：C【分析】光滑水平面上有大小一样的A 、B 两球在发生碰撞，在碰撞过程中动量守恒．因此可根据两球质量关系，碰前的动量大小与碰后A 的动量增量可得出A 球在哪边，与碰后两球的速度大小之比．9、【答案】 A 【考点】动量守恒定律【解析】【解答】两球碰撞过程系统动量守恒，以两球的初速度方向为正方向，如果两球发生完全非弹性碰撞，由动量守恒定律得：M A v A +M B v B =〔M A +M B 〕v ，代入数据解得：v=4m/S ，如果两球发生完全弹性碰撞，有：M A v A +M B v B =M A v A ′+M B v B ′，由机械能守恒定律得：M A v A 2+ M B v B 2= M A v A ′2+ M B v B ′2，代入数据解得：v A ′=2m/S ， v B ′=5m/S ，如此碰撞后A 、B 的速度：2m/S ≤v A ≤4m/S ，4m/S ≤v B ≤5m/S ，应当选：A ．【分析】两球碰撞过程，系统不受外力，故碰撞过程系统总动量守恒；碰撞过程中系统机械能可能有一局部转化为内能，根据能量守恒定律，碰撞后的系统总动能应该小于或等于碰撞前的系统总动能；同时考虑实际情况，碰撞后A 球速度不大于B 球的速度．10、【答案】B 【考点】动量守恒定律【解析】【解答】以两木板与物块组成的系统为研究对象，以物块的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv=Mv 1+〔m+M 〕v 2，代入数据得：v 1=1.5m/S 应当选：B 【分析】对系统应用动量守恒定律可以求出M 1的速度；11、【答案】 C 【考点】动量守恒定律【解析】【解答】规定向前运动的方向为正方向，根据动量守恒定律得，mv 0=mv 1+mv 2，代入数据解得0.4=0.3+v 2，解得v 2=0.1m/S ．应当选：C ．【分析】两冰壶在碰撞前后动量守恒，结合动量守恒定律求出碰后中国队冰壶获得的速度．12、【答案】B 【考点】动量守恒定律【解析】【解答】子弹射穿A 的过程系统动量守恒，以子弹的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：m 0v 0=m A v A +m 0v ，代入数据解得v A =2m/S ．A 、B 系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：m A v A =〔m A +m B 〕v′，代入数据解得：v′=1m/S；应当选：B ．【分析】子弹击穿A 的时间极短，在此过程中，子弹和A 组成的系统动量守恒，子弹刚射穿A 时，A 的速度最大，结合动量守恒定律求出A 的最大速度．对A 、B 组成的系统研究，当A 、B 速度一样时，根据动量守恒定律求出AB 相对静止时的速度．13、【答案】 B 【考点】动量守恒定律【解析】【解答】在木块与子弹一起向左运动压缩弹簧的过程中，木块、子弹、弹簧所组成的系统所受合外力不为零，如此系统动量不守恒；在子弹击中木块的过程中，要抑制摩擦力做功，系统的局部机械能转化为内能，系统机械能不守恒，因此子弹、木块和弹簧所组成的系统，在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中，动量不守恒、机械能不守恒；应当选：B【分析】根据动量守恒与机械能守恒的条件分析答题；当系统所受合外力为零时，系统动量守恒；当只有重力或只有弹力做功时，系统机械能守恒．14、【答案】 C 【考点】动量守恒定律【解析】【解答】它们的总动量为：P=m A v A =4kg•m/S ，而绳子的力为内力，相互作用的过程中，总动量守恒；A 的动量减小，B 的动量增加；但总动量应保持不变；故A 动量改变量应为负值，B 动量改变量为正值；而在想拉断绳子，在拉断绳子后，A 的速度不可能为零，故只有C 正确；应当选：C【分析】根据P=mv 分别求出两物体的动量，从而求出总动量．根据动量守恒定律求出两物体的共同速度15、【答案】 A 【考点】动量守恒定律【解析】【解答】设物体A 的初速度为v ，由题意可知，碰撞后的共同速度为2v/3 ，碰撞过程系统动量守恒，以碰撞前A 的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：2mv=2〔2m+m B 〕v/3 ，解得：m B =m ；应当选：A ．【分析】两物体碰撞过程系统动量守恒，应用动量守恒定律可以求出B 的质量．二、填空题16、【答案】【考点】动量守恒定律【解析】【解答】取向上为正方向，由动量守恒定律得：0=〔M ﹣m 〕v ﹣mv 0如此火箭速度v= 故答案为：【分析】以火箭和喷出的气体为研究系统，设定正方向，由动量守恒定律可以求出火箭的速度．17、【答案】v 0，方向：竖直向上【考点】动量守恒定律【解析】【解答】以火箭和气体组成的系统为研究对象，选高温气体的速度方向为正，由动量守恒定律得：﹣〔M ﹣△m 〕v ′+△mv 0=0，解得：v ′= v 0，方向：竖直向上；故答案为：v 0，方向：竖直向上．【分析】以火箭和气体租车的系统为研究对象，应用动量守恒定律，可以求出喷气后火箭的速度．18、【答案】 0.14；0.05；一样【考点】动量守恒定律【解析】【解答】两滑块碰撞过程动量守恒，以两滑块组成的系统为研究对象，以甲的速度方向为正方向，碰前的总动量P=m 甲v 甲﹣m 乙v 乙=0.4×0.5﹣0.6×0.1=0.14kg•m/S碰撞后乙的速度变为0.2m/S ，大于乙的初速度大小，说明乙碰撞后速度反向，由动量守恒定律得：m 甲v 甲﹣m 乙v 乙=m 甲v 甲′+m 乙v 乙′，即：0.4×0.5﹣0.6×0.1=0.4×v 甲′+0.6×0.2，解得：v 甲′=0.05m/S ，方向与原来方向一样．故答案为：0.14；0.05；一样．【分析】设定正方向，由动量的定义可求得碰前的总动量；在两滑块碰撞过程中系统动量守恒，由动量守恒定律可以求出碰后滑块的速度．19、【答案】 0.497【考点】动量守恒定律【解析】【解答】碰撞完毕后，A 球的速度小于B 球的速度，知A 球落在M 点，B 球落在N 点．因为平抛运动的时间相等，水平位移之比等于碰后两球的速度之比，如此v A ：v B =OM ：ON=0.1830：0.5514=305：919，因为入射球A 与被碰小球B 的质量比m A ：m B =3：2，如此碰撞完毕时刻两球动量大小之比P A ：P B =m A v A ：m B v B =3×305：912×2=0.497故答案为：0.497．【分析】抓住小球碰撞后做平抛运动，运动的时间相等，通过水平位移之比得出速度之比，从而得出碰撞完毕时两球的动量大小之比．20、【答案】 700【考点】动量守恒定律【解析】【解答】由题意知当滚轮突然停车时，物体将以滚轮为圆心绳长L为半径做圆周运动，此时物体恰好在圆周的最低点，重力和绳的拉力提供圆周运动向心力故有：T﹣mg= 可得绳的拉力T= =700N所以绳承受的最小拉力为700N ．故答案为：700．【分析】滚轮突然停车，如此物体将以滚轮为圆心做圆周运动，根据牛顿第二定律求此时绳中的拉力即为绳最小承受拉力．三、解答题21、【答案】〔1〕A、B两车碰撞瞬间，设向右为正，由动量守恒定律得m3V0=〔m1+m3〕V解得V=1.67m/S 〔2〕A、B两车以与木块为对象，由动量守恒定律得m3V0=〔m1+m3+m2〕V共由功能关系得µm2gS= 〔m1+m3〕V2﹣〔m1+m3+m2〕V共2联立解得S=0.52m【考点】动量守恒定律【解析】【分析】〔1〕两车碰撞时系统的动量守恒，碰后两球的速度相等，根据动量守恒定律可求得A的速度；〔2〕将两车与物体视为一个系统，由动量守恒定律可求得碰后的速度；再由功能关系可求得物体在小车上滑行的距离．22、【答案】〔1〕子弹击中B的过程中系统动量守恒，以子弹的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：动量守恒：m C v0=〔m B+m C〕v1，代入数据解得：v1=2m/S；〔2〕假设滑块A与水平面固定，B由运动到静止，位移为S ．动能定理有：﹣μ〔m B+m C〕gS=0﹣〔m B+m C〕v12，代入数据解得：μ=0.1；〔3〕B、C与A间的摩擦力：F=μ〔m B+m C〕g ，代入数据解得：F=1N ，系统动量守恒，以AB的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：〔m B+m C〕v1=〔m A+m B+m C〕v2，代入数据解得：v2=1m/S ，此时B相对A位移为S′，由能量守恒定律的：功能关系知：〔m B+m C〕v12= 〔m A+m B+m C〕v22+FS′，代入数据解得：S′=1m，因S′＜L ， A、B、C最后共速运动，不会别离，由能量守恒定律得，系统损失的机械能为：Q= m C v02﹣〔m A+m B+m C〕v22，代入数据解得：Q=199J 【考点】动量守恒定律【解析】【分析】〔1〕子弹击中B的过程系统动量守恒，由动量守恒定律可以求出B的速度．〔2〕由动能定理可以求出动摩擦因数．〔3〕应用动量守恒定律与能量守恒定律分析答题．23、【答案】〔1〕对物块a ，由动能定理得：，代入数据解得a与b碰前速度：v1=2m/S〔2〕A、B碰撞过程系统动量守恒，以a的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv1=2mv2，代入数据解得：v2=1m/S；由能量守恒定律得，弹簧的最大弹性势能：E P= •2mv22，代入数据解得：E P=1J 〔3〕当弹簧恢复到原长时两物块别离，a以v2=1m/S在小车上向左滑动，当与车同速时，以向左为正方向，由动量守恒定律得：mv2=〔M+m〕v3，代入数据解得：v3=0.25m/S ，由能量守恒得：解得滑块a与车相对静止时与O点距离：x=0.125m〔4〕对小车，由动能定理得：，代入数据解得，同速时车B端距挡板的距离：【考点】动量守恒定律【解析】【分析】〔1〕由动能定理可以求出物块的速度．〔2〕由动量守恒定律与能量守恒定律求出最大弹性势能．〔3〕由动量守恒定律与能量守恒定律可以求出距离．〔4〕由动能定理可以求出距离．24、【答案】〔1〕A、B系统动量守恒，以B的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：m B v0=〔m B+m A〕v ，代入数据解得：v=2m/S〔2〕设B在A的圆弧局部产生的热量为Q1，在A的水平局部产生的热量为Q2．由能量守恒定律得：m B v02= 〔m B+m A〕v2+Q1+Q2，又：Q2=μm B g〔L QP+L PR〕，代入数据解得：Q1=0.75J〔3〕设小木块B下滑到P点时速度为v B，同时A的速度为v A，以B的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：m B v0=m B v B+m A v A，由能量守恒定律得：m B v02= m B v B2+ m A v A2+μm B gL ，代入数据解得：v B2﹣0.8v0v B+6.75﹣0.2v02=0，当v B的两个解一正一负时，表示B从圆弧滑下的速度向右，即：v0＞5.9m/S ， B有可能相对地面向右运动，如果B最终不滑离A ，如此有：μm B g•2L≥ m B v02= 〔m B+m A〕〔0.4v0〕2，代入数据解得：v0≤6.1m/S ，如此v0的取值范围是：5.9m/S＜v0≤6.1m/S 【考点】动量守恒定律【解析】【分析】〔1〕小木块B从开始运动直到A、B相对静止的过程中，系统水平方向不受外力，水平方向上动量守恒，根据水平方向动量守恒求解A、B相对静止时的速度大小；〔2〕假设B最终停在A的水平局部上的R点，系统的机械能减小，转化为系统的内能，根据能量守恒定律求解系统在该运动过程中因摩擦产生的内能；〔3〕根据系统的动量守恒和能量结合分析B既能向右滑动、又不滑离木板A的v0取值范围．25、【答案】〔1〕由于地面光滑，物块与薄板组成的系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：Mv0﹣mv0=mv1+Mv′代入数据解得：v′=11/3m/S ，方向水平向右〔2〕在摩擦力作用下物块和薄板最后共同运动，设共同运动速度为v ，以向右为正方向，由动量守恒定律得：Mv0﹣mv0=〔M+m〕v代入数据解得：v=2m/S ，方向水平向右【考点】动量守恒定律【解析】【分析】木板与物块组成的系统动量守恒，根据木板与物块的速度，应用动量守恒定律可以求出速度．。

2019高中物理第十六章动量守恒定律(课时作业)新人教版选修3-5.doc【共6套31页】

本套资源目录2019高中物理第十六章动量守恒定律综合测评一含解析新人教版选修3_52019高中物理第十六章动量守恒定律课时作业一含解析新人教版选修3_52019高中物理第十六章动量守恒定律课时作业三含解析新人教版选修3_52019高中物理第十六章动量守恒定律课时作业二含解析新人教版选修3_52019高中物理第十六章动量守恒定律课时作业五含解析新人教版选修3_52019高中物理第十六章动量守恒定律课时作业四含解析新人教版选修3_5综合测评(一)(时间：90分钟分值：100分)一、选择题(本大题共10小题，每小题4分，共40分.1～6小题只有一个选项符合要求，7～10小题有多个选项符合要求)1．重为4 N的物体，静止在倾角为30°的斜面上，在5 s内，关于重力对物体的冲量的说法正确的是( )A．重力的冲量为零B．重力的冲量为10 N·sC．重力的冲量为20 N·sD．重力的冲量与摩擦力的冲量相等【解析】冲量是力与时间的乘积，由I＝Ft知，重力的冲量为20 N·s，方向竖直向下，而摩擦力的冲量为10 N·s，方向沿斜面向上，C正确，A、B、D错误．【答案】 C图12．如图1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4.25 m/s，则碰撞后两车共同的运动速度为(取向右为正方向)( )A ．1 m/sB ．0.5 m/sC ．－1 m/sD ．－0.5 m/s 【解析】两车碰撞过程中动量守恒，即 m 1v 1－m 2v 2＝(m 1＋m 2)v ，解得v ＝m 1v 1－m 2v 2m 1＋m 2＝150×4.5－200×4.25150＋200m/s ＝－0.5 m/s.故选项D 正确．【答案】 D3．甲、乙两船静止在湖面上，总质量分别是m 1、m 2，两船相距x ，甲船上的人通过绳子用力F 拉乙船，若水对两船的阻力大小均为F f ，且F f <F ，则在两船相向运动的过程中( )A ．甲船的动量守恒B ．乙船的动量守恒C ．甲、乙两船的总动量守恒D ．甲、乙两船的总动量不守恒【解析】因两船所受的阻力等大反向，故两船水平方向合力为零，两船的总动量守恒，C 正确，D 错误；因F f <F ，故两船相向加速运动，A 、B 均错误．【答案】 C图24．质量分别为m 1、m 2的小球在一直线上发生弹性碰撞，它们在碰撞前后的位移—时间图象如图2所示，若m 1＝1 kg ，m 2的质量等于( )A ．1 kgB ．3 kgC ．5 kgD ．10 kg【解析】从位移—时间图象上可看出：m 1和m 2于t ＝2 s 时在位移等于8 m 处碰撞，碰前m 2的速度为0，m 1的速度v 0＝Δx/Δt ＝4 m/s.磁撞后，m 1的速度v 1＝－2 m/s ，m 2的速度v 2＝2 m/s ，由动量守恒定律得m 1v 0＝m 1v 1＋m 2v 2，m 2＝3 kg.【答案】 B5．如图3所示，质量为M 的小车静止在光滑的水平面上，小车上AB 部分是半径为R 的四分之一光滑圆弧，BC 部分是粗糙的水平面．今把质量为m 的小物体从A 点由静止释放，小物体与BC 部分间的动摩擦因数为μ，最终小物体与小车相对静止于B 、C 之间的D 点，则B 、D 间的距离x 随各量变化的情况是( )图3A ．其他量不变，R 越大x 越大B ．其他量不变，μ越大x 越大C ．其他量不变，m 越大x 越大D ．其他量不变，M 越大x 越大【解析】小车和小物体组成的系统水平方向的动量守恒且为零，所以当小车和小物体相对静止时，系统水平方向的总动量仍为零，则小车和小物体相对于水平面也静止，由能量守恒得μmgx＝mgR ，x ＝R/μ，选项A 正确．【答案】 A 6．在光滑水平面上，一质量为m 、速度大小为v 的A 球与质量为2m 静止的B 球碰撞后，A 球的速度方向与碰撞前相反．则碰撞后B 球的速度大小可能是( )A ．0.6vB ．0.4vC ．0.3vD ．0.2v【解析】根据动量守恒定律得：mv ＝2mv B －mv A 化简可得，v A ＝2v B －v ，因v A >0，所以v B >v2，故只有A 项正确．【答案】 A7．(2014·福州高二检测)关于系统动量守恒的条件，下列说法正确的是( ) A ．系统内存在摩擦力，系统动量仍可能守恒B ．只要系统中有一个物体具有加速度，系统动量就不守恒C ．只要系统所受的合外力为零，系统动量就守恒D ．系统中所有物体的加速度为零时，系统的总动量不一定守恒【解析】动量守恒的条件是系统不受外力或所受合外力为零，与系统内是否存在摩擦力无关，与系统中物体是否具有加速度无关，故B 选项错误，A 、C 选项正确；所有物体加速度为零时，各物体速度恒定，动量恒定，总动量一定守恒，D 选项错误．【答案】 AC8．在某一高度将物体水平抛出，若不计空气阻力，则物体在运动过程中( ) A ．在相等的时间间隔内动量的变化可能不同 B ．在任何时间内，动量变化的方向都是竖直方向C．在任何时间内，动量的变化率恒定D．在刚抛出物体的瞬间，动量的变化率为零【解析】由于物体做平抛运动，物体仅受重力作用，由动量定理得Δp＝mg·t，在相等的时间内动量的变化量Δp相同，即大小相等，方向都是竖直向下的，而动量的变化率则为重力，故选项B、C正确，A、D错误．【答案】BC9．在一条直线上相向运动的甲、乙两个小球，它们的动能相等，已知甲球的质量大于乙球的质量，它们正碰后可能发生的情况是( )A．甲球停下，乙球反向运动B．甲球反向运动，乙球停下C．甲、乙两球都反向运动D．甲、乙两球都反向运动，且动能仍相等【解析】由p2＝2mE k知，甲球的动量大于乙球的动量，所以总动量的方向应为甲球的初动量的方向，可以判断A、C正确．【答案】AC图410．(2014·福建师大附中期末检测)如图4所示，质量相等的A、B两个球，原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动，A球的速度是6 m/s，B球的速度是－2 m/s，不久A、B两球发生了对心碰撞．对于该碰撞之后的A、B两球的速度可能值，某实验小组的同学们做了很多种猜测，下面的猜测结果有可能实现的是( )A．v A′＝－2 m/s，v B′＝6 m/sB．v A′＝2 m/s，v B′＝2 m/sC．v A′＝1 m/s，v B′＝3 m/sD．v A′＝－3 m/s，v B′＝7 m/s【解析】两个质量相同的小球在光滑水平面上发生对心碰撞时动量一定守恒，碰后两小球的动能之和不大于碰前两球的动能之和，分析四个选项的数据可知，A、B、C选项的结果均满足上述条件，D选项碰后总动能增大了，不可能实现．【答案】ABC二、填空题(本题共2小题，共18分)11．(10分)气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．我们可以用带竖直挡板C 和D 的气垫导轨以及滑块A 和B 来验证动量守恒定律，实验装置如图5所示(弹簧的长度忽略不计)，采用的实验步骤如下：图5a ．用天平分别测出滑块A 、B 的质量m A 、m B ；b ．调整气垫导轨，使导轨处于水平；c ．在A 和B 间放入一个被压缩的轻质弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上；d ．用刻度尺测出滑块A 的左端至挡板C 的距离L 1；e ．按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A 、B 运动时间的计时器开始工作，当A 、B 滑块分别碰撞C 、D 挡板时停止计时，记下滑块A 、B 分别到达挡板C 、D 的运动时间t 1和t 2.(1)实验中还应测量的物理量是_________________________________． (2)利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是________，上式中算得A 、B 两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因是：①________________________________________________________；②________________________________________________.(回答两点即可) (3)利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小？如能，请写出表达式．如不能，请说明理由．【解析】 (1)实验中还应测量的物理量是滑块B 的右端到挡板D 的距离L 2.(2)验证动量守恒定律的表达式是m A L 1t 1＝m B L 2t 2产生误差的原因有气垫导轨不水平；测量m 1、m 2、L 1、L 2、t 1、t 2时带来的误差；滑块与导轨间有摩擦等．(3)能；表达式为E p ＝12m A v 2A ＋12m B v 2B＝12m A ⎝ ⎛⎭⎪⎫L 1t 12＋12m B ⎝ ⎛⎭⎪⎫L 2t 22. 【答案】见解析12．(8分)(2013·上海高考)质量为M 的物块静止在光滑水平桌面上，质量为m 的子弹以水平速度v 0射入物块后，以水平速度2v 03射出．则物块的速度为________，此过程中损失的机械能为________．【解析】由动量守恒定律，mv 0＝m·2v 03＋Mv ，解得v ＝mv 03M.由能量守恒定律，此过程中损失的机械能为 ΔE ＝12mv 20－12m ·⎝ ⎛⎭⎪⎫2v 032－12Mv 2＝518mv 20－118M m 2v 20. 【答案】mv 03M 518mv 20－118Mm 2v 20 三、计算题(本题共3小题，共42分)13．(12分)(2014·北京四中模底)质量为m 的炮弹沿水平方向飞行，其动能为E k ，突然在空中爆炸成质量相同的两块，其中一块向后飞去，动能为E k2，另一块向前飞去，则向前的这块的动能为多少？【解析】设另一块动能为E k1，则另一块动量p ＝mE k1，炮弹在空中爆炸，动量守恒，2mE k ＝mEk 1－mE k 2，解得E k1＝92E k . 【答案】 92E k图614．(14分)(2014·北京高考)如图6所示，竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切，小滑块A 和B 分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点．现将A 无初速释放，A 与B 碰撞后结合为一个整体，并沿桌面滑动．已知圆弧轨道光滑，半径R ＝0.2 m ；A 和B的质量相等；A 和B 整体与桌面之间的动摩擦因数μ＝0.2.取重力加速度g ＝10 m/s 2.求：(1)碰撞前瞬间A 的速率v ；(2)碰撞后瞬间A 和B 整体的速率v′； (3)A 和B 整体在桌面上滑动的距离l.【解析】 (1)从圆弧最高点到最低点机械能守恒，有： 12m A v 2＝m A gR 可得v ＝2 m/s.(2)在底部和B 相撞，满足动量守恒，有： (m A ＋m B )v′＝m A v 可得v′＝1 m/s.(3)根据动能定理，AB 一起滑动过程有：－μ(m A ＋m B )gl ＝0－12(m A ＋m B )v′2可得l ＝0.25 m.【答案】 (1)2 m/s (2)1 m/s (3)0.25 m图715．(16分)(2014·天津高考)如图7所示，水平地面上静止放置一辆小车A ，质量m A＝4 kg, 上表面光滑，小车与地面间的摩擦力极小，可以忽略不计．可视为质点的物块B 置于A 的最右端，B 的质量m B ＝2 kg.现对A 施加一个水平向右的恒力F ＝10 N ，A 运动一段时间后，小车左端固定的挡板与B 发生碰撞，碰撞时间极短，碰后A 、B 粘合在一起，共同在F 的作用下继续运动，碰撞后经时间t ＝0.6 s ，二者的速度达到v t ＝2 m/s.求：(1)A 开始运动时加速度a 的大小；(2)A 、B 碰撞后瞬间的共同速度v 的大小； (3)A 的上表面长度l.【解析】 (1)以A 为研究对象，由牛顿第二定律得 F ＝m A a ①代入数据解得a ＝2.5 m/s 2.② (2)对A 、B 碰撞后共同运动t ＝0.6 s 的过程，由动量定理得Ft ＝(m A ＋m B )v t －(m A ＋m B )v③ 代入数据解得v ＝1 m/s.④(3)设A 、B 发生碰撞前，A 的速度为v A ，对A 、B 发生碰撞的过程，由动量守恒定律有m A v A ＝(m A ＋m B )v⑤从开始运动到与B 发生碰撞前，由动能定理得：Fl ＝12m A v 2A ⑥联立④⑤⑥式，代入数据解得：l ＝0.45 m.【答案】 (1)2.5 m/s 2(2)1 m/s (3)0.45 m课时作业(一)[全员参与·基础练]1．(多选)在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量的实验中，哪些因素可导致实验误差( )A．导轨不水平B．小车上挡光板倾斜C．两小车质量不相等D．两小车碰后连在一起【解析】A项中导轨不水平，小车速度将受重力影响．B项中挡光板倾斜导致挡光板宽度不等于挡光阶段小车通过的位移，导致速度计算出现误差．【答案】AB2．(多选)若用打点计时器做“探究碰撞中的不变量”的实验，下列操作正确的是( ) A．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了改变两车的质量B．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了碰撞后粘在一起C．先接通打点计时器的电源，再释放拖动纸带的小车D．先释放拖动纸带的小车，再接通打点计时器的电源【解析】相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了碰撞后两车能粘在一起共同运动，这种情况能得到能量损失很大的碰撞，选项A错，B正确；应当先接通打点计时器的电源，再释放拖动纸带的小车，否则因运动距离较短，小车释放以后再打开电源不容易得到实验数据，故选项C正确，D错．【答案】BC3．如图(a)所示，在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车，甲车上系有一穿过打点计时器的纸带，当甲车获得水平向右的速度时，随即启动打点计时器．甲车运动一段距离后，与静止的乙车发生正碰并粘在一起运动，纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两车的运动情况，如图(b)所示，电源频率为50 Hz，则碰撞前甲车速度大小为______m/s，碰撞后两车的共同速度大小为________m/s.(a)(b)图1618【解析】碰撞前Δx ＝1.2 cm ，碰撞后Δx ′＝0.8 cm ，T ＝0.02 s ，由v ＝x t计算．【答案】 0.6 0.44．如图1619所示为气垫导轨上两个滑块A 、B 相互作用后运动过程的频闪照片，频闪的频率为10 Hz.开始时两个滑块静止，它们之间有一根被压缩的轻弹簧，滑块用细绳连接，细绳烧断后，两个滑块向相反方向运动．已知滑块A 、B 的质量分别为200 g 、300 g ，根据照片记录的信息，细绳烧断后，A 滑块做________运动，其速度大小为________m/s ，本实验得出的结论是____________________________________________________________________．图1619【解析】由题图可知，细绳烧断后，A 、B 均做匀速直线运动，开始时：v A ＝0，v B ＝0，A 、B 被弹开后，v A ′＝0.09 m/s ，v B ′＝0.06 m/s ，m A v A ′＝0.2×0.09 kg ·m/s ＝0.018 kg ·m/sm B v B′＝0.3×0.06 kg·m/s＝0.018 kg·m/s由此可得：m A v A′＝m B v B′，即0＝m B v B′－m A v A′结论：两滑块组成的系统在相互作用前后质量与速度乘积的矢量和守恒．【答案】匀速直线0.09 两滑块组成的系统在相互作用前后质量与速度乘积的矢量和守恒5．某同学设计了一个用打点计时器“探究碰撞中的不变量”的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，在小车A后连着纸带，推动小车A使之做匀速运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，他设计的具体装置如图甲所示．甲乙图16110(1)长木板右端下面垫放一小木片的目的是_________________________________________________.(2)若已获得的打点纸带如图乙所示，A为运动的起点，各计数点间距分别记为AB、BC、CD和DE，用天平测得A、B两车的质量分别为m A、m B，则需验证的表达式为________________________________________.【解析】(1)长木板右端下面垫放一小木片，目的是平衡摩擦力，使小车拖着纸带在木板上能做匀速运动．(2)从题图中可以看出，B到C的时间等于D到E的时间，所以可以用BC代表小车碰前的速度，用DE代表碰后的速度，应有m A·BC＝(m A＋m B)·DE.【答案】(1)平衡摩擦力(2)m A·BC＝(m A＋m B)·DE6.图16111某同学用如图16111所示的装置通过半径相同的A、B两球(m A>m B)的碰撞来探究碰撞中的不变量，图实－2中PQ是斜槽，QR为水平槽．实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹．重复上述操作10次，得到10个落点痕迹．再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹．重复这种操作10次．图16111中O点是水平槽末端R在记录纸上的竖直投影点．B球落点痕迹如图16112所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零点与O点对齐．图16112(1)碰撞后B球的水平射程应取为________cm；(2)在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？________(填选项号)A．水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离B．A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离C．测量A球或B球的直径D．测量A球和B球的质量(或两球质量之比)E．测量水平槽面相对于O点的高度(3)实验中，关于入射小球在斜槽上释放点的高低对实验影响的说法中正确的是( )A．释放点越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，误差越小B．释放点越低，两球碰后水平位移越小，水平位移测量的相对误差越小，两球速度的测量越准确C．释放点越高，两球相碰时，相互作用的内力越大，碰撞前后动量之差越小，误差越小D．释放点越高，入射小球对被碰小球的作用力越大，轨道对被碰小球的阻力越小【解析】(1)如题图所示，用尽可能小的圆把小球落点圈在里面，由此可见圆心的位置是65.7 cm.(2)小球做平抛运动时飞行时间相同，所以可以用水平位移的大小关系表示速度的大小关系．实验中要测量的数据有：两小球的质量m1、m2，三个落点到O点的距离x1、x2、x3所以应选A、B、D.(3)入射小球的释放点越高，入射小球碰前速度越大，相碰时内力越大，阻力影响越小，有利于减小误差，故C正确．【答案】(1)65.7 (2)ABD (3)C7．(2014·新课标全国卷Ⅱ)现利用图(a)所示的装置验证动量守恒定律．在图(a)中，气垫导轨上有A、B两个滑块，滑块A右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连；滑块B左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间．(a)图16113实验测得滑块A的质量m1＝0.310 kg，滑块B的质量m2＝0.108 kg，遮光片的宽度d＝1.00 cm；打点计时器所用交流电的频率f＝50.0 Hz.将光电门固定在滑块B 的右侧，启动打点计时器，给滑块A 一向右的初速度，使它与B 相碰．碰后光电计时器显示的时间为Δt B ＝3.500 ms ，碰撞前后打出的纸带如图(b)所示．(b)图16113若实验允许的相对误差绝对值(⎪⎪⎪⎪⎪⎪碰撞前后总动量之差碰前总动量×100%)最大为5%，本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律？写出运算过程．【解析】纸带上打出的相邻点的时间间隔Δt ＝1f＝0.02 s 根据v ＝Δx Δt可计算出滑块A 碰撞前后的速度 v 0＝2.00 m/s ，v 1＝0.970 m/s滑块A 、B 碰撞后滑块B 的速度v 2＝d Δt B＝2.86 m/s 两滑块碰撞前后的总动量p ＝m 1v 0＝0.310×2.00 kg ·m/s ＝0.620 kg ·m/sp ′＝m 1v 1＋m 2v 2＝0.610 kg ·m/s两滑块碰撞前后总动量相对误差绝对值为δ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪p －p′p ×100%＝1.6%＜5% 因此，本实验在误差允许范围内验证了动量守恒定律．【答案】见解析课时作业(三)[全员参与·基础练]1．下列四幅图所反映的物理过程中，系统动量守恒的是( )【解析】A中子弹和木块组成的系统在水平方向不受外力，竖直方向所受合力为零，系统动量守恒；B中在弹簧恢复原长过程中，系统在水平方向始终受墙的作用力，系统动量不守恒；C中木球与铁球组成的系统所受合力不为零，系统动量不守恒；D中木块下滑过程中，斜面始终受挡板作用力，系统动量不守恒，选项A正确．【答案】 A图16382．(2014·浙江高考)如图1638所示，甲木块的质量为m1，以v的速度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、乙两木块所组成系统的动量守恒D．甲、乙两木块所组成系统的动能守恒【解析】根据动量守恒定律的条件，以甲、乙为一系统，系统的动量守恒，A、B错误，C正确；甲、乙的一部分动能转化为弹簧的弹性势能，甲、乙系统的动能不守恒，D错误．【答案】 C图16393．如图1639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 ．0B ．向左C ．向右D ．无法确定【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(Δp x ＝0)．细线被烧断瞬间，系统在水平方向的总动量为零．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.【答案】 A4．一个质量为2 kg 的装砂小车，沿光滑水平轨道运动，速度为3 m/s ，一个质量为1 kg 的球从0.2 m 高处自由落下，恰落入小车的砂中，此后小车的速度为( )A ．3 m/sB ．2 m/sC ．2.7 m/sD ．0【解析】小车、砂、球三者组成的系统在水平方向上动量守恒，故Mv ＝(M ＋m)v′，解得：v′＝M M ＋m v ＝22＋1×3 m/s ＝2 m/s ，B 正确．【答案】 B图163105．(多选)根据UIC(国际铁道联盟)的定义，高速铁路是指营运速率达200 km/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350 km/h 的速度在平直铁轨上匀速行驶时，受到的阻力约为106 N ，如果撞击一块质量为0.5 kg 的障碍物，会产生大约5 000 N 的冲击力，撞击时间约为0.01 s ，瞬间可能造成列车颠覆，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50 N ·sB ．列车受到合外力的冲量约为104 N ·sC ．障碍物受到合外力的冲量约为175 N ·sD ．列车和障碍物组成的系统动量近似守恒【解析】列车对障碍物的冲击力的冲量为5000 N ·0.01 s ＝50 N ·s ，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50 N ·s ，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 均正确．【答案】 AD6．(2014·福州一中月考)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．如果反复进行几次后，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【解析】根据动量守恒定律，因为初动量为零，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，谁的质量大，则他的速度就小，选项B 正确．【答案】 B图163117．如图16311所示，在光滑水平面上，有一质量为M ＝3 kg 的薄板和质量为m ＝1 kg 的物块，都以v ＝4 m/s 的初速度向相反方向运动，它们之间有摩擦，薄板足够长，当薄板的速度为2.4 m/s 时，物块的运动情况是( )A ．做加速运动B ．做减速运动C ．做匀速运动D ．以上运动都可能【解析】物块与薄板相对运动过程中，在竖直方向受重力和支持力作用，刚好矢量和为零，所以物块与薄板组成的系统动量守恒，且在相对运动的过程中任一时刻系统的总动量都不变．薄板足够长，则最终物块和薄板达到共同速度v′，由动量守恒定律得(取薄板运动方向为正方向)：Mv －mv ＝(M ＋m)v′，则v′＝Mv －mv M ＋m ＝（3－1）×43＋1m/s ＝2 m/s. 共同运动速度的方向与薄板初速度的方向相同．在物块和薄板相互作用过程中，薄板一直做匀减速运动，而物块先沿负方向减速到速度为零，再沿正方向加速到2 m/s.当薄板速度为v 1＝2.4 m/s 时，设物块的速度为v 2，由动量守恒定律得Mv －mv ＝Mv 1＋mv 2，v 2＝（M －m ）v －Mv 1m ＝2×4－3×2.41m/s ＝0.8 m/s. 即此时物块的速度方向沿正方向，故物块正做加速运动，A 选项正确．【答案】 A8．(2014·上海高考)动能相等的两物体A 、B 在光滑水平面上沿同一直线相向而行，它们的速度大小之比v A ∶v B ＝2∶1，则动量大小之比p A ∶p B ＝____；两者碰后粘在一起运动，其总动量与A 原来动量大小之比p∶p A ＝____．【解析】物体A 、B 的动能相等，速度大小之比为v A ∶v B ＝2∶1，则质量之比为m A ∶m B ＝1∶4，设A 的速度为v 0、质量为m ，则B 的速度为－v 02、质量为4m ，故A 的动量为mv 0，B 的动量为4m×(－v 02)＝－2mv 0，所以A 、B 的动量大小之比p A ∶p B ＝1∶2.碰撞前后，A 、B 组成的系统动量守恒，则两者的总动量mv 0＋(－2mv 0)＝－mv 0，所以两者的总动量与A 原来的动量大小之比p∶p A ＝1∶1.【答案】 1∶2 1∶1[超越自我·提升练]9．(2014·重庆高考)一弹丸在飞行到距离地面5 m 高时仅有水平速度v ＝2 m/s ，爆炸成为甲、乙两块水平飞出，甲、乙的质量比为3∶1，不计质量损失，取重力加速度g ＝10 m/s 2，则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是( )【解析】弹丸爆炸瞬间爆炸力远大于外力，故爆炸瞬间动量守恒．因两弹片均水平飞出，飞行时间t ＝2h g ＝1 s ，取向右为正，由水平速度v ＝x t知，选项A 中，v 甲＝2.5 m/s ，v 乙＝－0.5 m/s ；选项B 中，v 甲＝2.5 m/s ，v 乙＝0.5 m/s ；选项C 中，v 甲＝1 m/s ，v 乙＝2 m/s ；选项D 中，v 甲＝－1 m/s ，v 乙＝2 m/s. 因爆炸瞬间动量守恒，故mv ＝m 甲v 甲＋m 乙v 乙，其中m 甲＝34m ，m 乙＝14m ，v ＝2 m/s ，代入数值计算知选项B 正确．【答案】 B10．如图16312所示，一玩具小车携带若干质量为m 的弹丸，车和弹丸的总质量为M ⎝ ⎛⎭⎪⎫M m ＝201，在半径为R 的水平光滑轨道上以速度v 0做匀速圆周运动，若小车每转一周便沿运动方向相对地面以恒定速度v ⎝ ⎛⎭⎪⎫v 0v ＝15发射一颗弹丸，则小车发射第几颗弹丸时静止( )图16312A ．4B ．5C ．8D ．10【解析】由题意知，小车每转一周，质量就减少m ，设发射第一颗弹丸后小车的速度为v 1(依次类推)，由沿切线方向动量守恒，可得：发射一颗弹丸时Mv 0＝(M －m)v 1＋mv发射两颗弹丸时(M －m)v 1＝(M －2m)v 2＋mv解得v 1＝Mv 0－mv M －m ，v 2＝Mv 0－2mv M －2m递推可知，发射n 颗弹丸时的速度v n ＝Mv 0－nmv M －nm ，令v n ＝0可得n ＝Mv 0mv ，将已知条件M m ＝201和v 0v ＝15代入上式可得n ＝Mv 0mv＝4，故正确选项为A. 【答案】 A11．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3 m/s ，乙车速度大小为2 m/s ，方向相反并在同一直线上，如图16313所示．图16313(1)当乙车速度为零时，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？【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，两车之间的磁力是系统内力，系统动量守恒．设向右为正方向．(1)据动量守恒知：mv 甲－mv 乙＝mv 甲′，代入数据解得v 甲′＝v 甲－v 乙＝(3－2)m/s ＝1 m/s ，方向向右．(2)两车相距最近时，两车速度相同，设为v′，由动量守恒知：mv 甲－mv 乙＝mv′＋mv′.解得v′＝mv 甲－mv 乙2m ＝v 甲－v 乙2＝3－22m/s ＝0.5 m/s ，方向向右．【答案】 (1)1 m/s ，方向向右 (2)0.5 m/s ，方向向右12．如图16314所示，一质量为M 的物体静止在桌面边缘，桌面离水平地面的高度为h.一质量为m 的子弹以水平速度v 0射入物块后，以水平速度v 02射出．重力加速度为g.求：图16314。

2019_2020学年高中物理第16章动量守恒定律第3节动量守恒定律课下作业含解析新人教版选修3_5

第3节动量守恒定律[随堂巩固]1．(动量守恒条件的理解)如图16－3－8所示，甲木块的质量为m 1，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m 2的乙木块，乙上连有一轻质弹簧，甲木块与弹簧接触后图16－3－8A ．甲木块的动量守恒B ．乙木块的动量守恒C ．甲、乙两木块所组成的系统的动量守恒D ．甲、乙两木块所组成系统的机械能守恒解析甲木块与弹簧接触后，由于弹簧弹力的作用，甲、乙的动量要发生变化，但对于甲、乙所组成的系统因弹簧弹力为系统内力故动量守恒；甲、乙两木块所组成系统的动能，一部分转化为弹簧的势能，故系统机械能不守恒，故D 错误。

答案 C2．(动量守恒定律的简单应用)解放军鱼雷快艇在南海海域附近执行任务，假设鱼雷快艇的总质量为M ，以速度v 前进，现沿快艇前进方向发射一颗质量为m 的鱼雷后，快艇速度减为原来的35，不计水的阻力，则鱼雷的发射速度为A.2M ＋3m 5m vB.2M5m v C.4M －m 5m v D.4M 5mv 解析设快艇的速度方向为正方向；根据动量守恒定律有：Mv ＝(M －m )35v ＋mv ′。

解得v ′＝2M ＋3m5m v 。

答案 A3．(多过程中的动量守恒问题)如图16－3－9所示，质量为M 的盒子放在光滑的水平面上，盒子内表面不光滑，盒内放有一块质量为m 的物块。

从某一时刻起给m 一个水平向右的初速度v 0，那么在物块与盒子前后壁多次往复碰撞后图16－3－9A ．两者的速度均为零B ．两者的速度总不会相等C ．物块的最终速度为mv 0M，向右 D ．物块的最终速度为mv 0M ＋m，向右解析物块与盒子组成的系统所受合外力为零，物块与盒子前后壁多次往复碰撞后，以速度v 共同运动，由动量守恒定律得：mv 0＝(M ＋m )v ，故v ＝mv 0（M ＋m ），向右。

答案 D4．(多物体的动量守恒问题)如图16－3－10所示，甲车的质量是2 kg ，静止在光滑水平面上，上表面光滑，右端放一个质量为1 kg 的小物体，乙车质量为4 kg ，以5 m/s 的速度向左运动，与甲车碰撞以后甲车获得8 m/s 的速度，物体滑到乙车上，若乙车足够长，上表面与物体的动摩擦因数为0.2，则物体在乙车上表面滑行多长时间相对乙车静止？(g 取10 m/s 2)图16－3－10解析乙与甲碰撞动量守恒：m 乙v 乙＝m 乙v 乙′＋m 甲v 甲′得v乙′＝1 m/s小物体在乙上滑动至有共同速度v时，对小物体与乙车运用动量守恒定律得m乙v乙′＝(m＋m乙)v，得v＝0.8 m/s对小物体应用牛顿第二定律得a＝μg＝2 m/s2所以t＝vμg代入数据得t＝0.4 s。

20192020学年高中物理第十六章动量守恒定律测评含解析新人教版选修3520190507358.doc

第十六章动量守恒定律测评(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。

其中第1~6题为单选题;第7~10题为多选题,全部选对得4分,选不全得2分,有选错或不答的得0分)1.关于冲量、动量、动量变化量的下列说法正确的是()A.冲量的方向一定和动量的方向相同B.冲量的大小一定和动量变化量的大小相同C.动量变化量方向一定和动量的方向相同D.动量变化量的大小一定和动量大小的变化量相同解析由动量定理可知,冲量的方向一定和动量变化量的方向相同,冲量的大小一定和动量变化量的大小相同。

答案B2.做平抛运动的物体,在相等的时间内,物体动量的变化量()A.始终相同B.只有大小相同C.只有方向相同D.以上说法均不正确解析做平抛运动的物体,只受重力作用,重力是恒力,其在相等时间内的冲量始终相等,根据动量定理,在相等的时间内,物体动量的变化量始终相同。

答案A3.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,两者一起向右运动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,则两者将一起向左运动解析根据动量守恒定律,木块最终将与木箱之间无相对运动,且两者总动量等于最初木箱的动量,所以两者最后一起向右运动。

选项B正确。

答案B4.在光滑水平面上有三个完全相同的小球,它们成一条直线,2、3小球静止,并靠在一起,1球以速度v0射向它们,如图所示。

设碰撞中不损失机械能,则碰后三个小球的速度可能是()A.v1=v2=v3=v0B.v1=0,v2=v3=v0C.v1=0,v2=v3=v0D.v1=v2=0,v3=v0解析三个小球在碰撞过程中动量和机械能守恒,设各球质量均为m,则碰撞前系统总动量为mv0,总动能为。

20192020学年高中物理第十六章动量守恒定律 2 动量和动量定理练习含解析新人教版选修35.doc

2动量和动量定理基础巩固1.(多选)下面关于物体动量和冲量的说法,正确的是()A.物体所受合外力冲量越大,它的动量也越大B.物体所受合外力冲量不为零,它的动量一定要改变C.物体动量增量的方向,就是它所受合外力的冲量方向D.物体所受合外力冲量越大,它的动量变化就越大解析由动量定理可知,物体所受合外力的冲量,其大小等于动量的变化量的大小,方向与动量增量的方向相同,故A项错误,B、C、D项正确。

答案BCD2.下列关于动量和动能的说法中,正确的是()A.一个物体的动量不变,其动能一定不变B.一个物体的动能不变,其动量一定不变C.两个物体的动量相等,其动能一定相等D.两个物体的动能相等,其动量一定相等解析一个物体的动量不变,则速度的大小一定不变,其动能一定不变,选项A正确;一个物体的动能不变,则速度的大小不变,但是方向不一定不变,其动量不一定不变,例如匀速圆周运动的物体,选项B错误;根据Ek=可知,两个物体的动量相等,其动能不一定相等,选项C错误;两个物体的动能相等,根据Ek=,则其动量不一定相等,选项D错误;故选A。

答案A3.(多选)A、B两球质量相等,A球竖直上抛,B球平抛,两球在运动中空气阻力不计,则下列说法中正确的是()A.相同时间内,动量的变化大小相等、方向相同B.相同时间内,动量的变化大小相等、方向不同C.动量的变化率大小相等、方向相同D.动量的变化率大小相等、方向不同解析A、B球在空中只受重力作用,因此相同时间内重力的冲量相同,因此两球动量的变化大小相等、方向相同,A选项正确;动量的变化率为=m=mg,大小相等、方向相同,C选项正确。

答案AC4.(多选)在光滑水平面上,原来静止的物体在水平力F的作用下,经过时间t、通过位移l后,动量变为p、动能变为Ek。

以下说法正确的是()A.在2F作用下,这个物体经过时间t,其动量将等于2pB.在F作用下,这个物体经过位移2l,其动量将等于2pC.在2F作用下,这个物体经过时间t,其动能将等于2EkD.在F作用下,这个物体经过位移2l,其动能将等于2Ek解析由题意可知,经过时间t、通过位移l后,动量为p、动能为Ek,由动量定理可知:p=Ft,由动能定理得:Ek=Fl,设物体质量为m,当位移为2l时,物体的动能Ek'=F·2l=2Ek;物体的动量:p'=p,故B 错误,D正确;在2F作用下,这个物体经过时间t,动量p'=2Ft=2p,物体的动能:Ek'=2F××2at2=2F ×2l=4Ek,故A正确,C错误。

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2019-2020学年高中物理第16章第3节动量守恒定律练习新人教版选修3-51．系统：碰撞问题的研究对象不是一个物体，而是两个或两个以上的物体．我们说这两个物体组成了一个力学系统．2．内力：系统内物体之间的相互作用力．3．外力：除系统内物体之间的相互作用力之外的其他力叫作外力．4．动量守恒定律．(1)内容：如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变．(2)表达式：p1＝p2．对两个物体组成的系统，可写为：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′．(3)适用条件(具备下列条件之一)：①系统不受外力；②系统所受合外力为零；③系统在某一方向不受外力或所受合外力为零；④系统内力远大于外力或者在某一方向上内力远大于外力．(4)适用范围：动量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律之一，它既适用于宏观、低速物体，也适用于微观、高速物体．5．动量守恒定律的普适性．(1)动量守恒定律只涉及过程的始末两个状态，与物体相互作用过程的细节无关，可简化问题．(2)近代物理中的高速、微观领域，牛顿运动定律不适用，动量守恒定律仍适用．(3)电磁波也具有动量，它与粒子的相互作用遵守动量守恒定律．基础巩固1．关于系统动量守恒的条件，下列说法中正确的是(C)A．只要系统内存在摩擦力，系统的动量就不可能守恒B．只要系统中有一个物体具有加速度，系统的动量就不守恒C．只要系统所受的合外力为零，系统的动量就守恒D．系统中所有物体的加速度都为零时，系统的总动量不一定守恒解析：根据动量守恒的条件即系统所受外力的矢量和为零可知，选项C正确；系统内存在摩擦力，与系统所受外力无关，选项A错误；系统内各物体之间有着相互作用，对单个物体来说，合外力不一定为零，加速度不一定为零，但整个系统所受的合外力仍可为零，动量守恒，选项B错误；系统内所有物体的加速度都为零时，各物体的速度恒定，动量恒定，总动量一定守恒，选项D错误．2．如图所示的装置中，木块B与水平桌面间的接触是光滑的．子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短，现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统)，则此系统在子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的过程中(B)A．动量守恒，机械能守恒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：把系统从子弹射入木块到弹簧压缩至最短的过程分段考虑．第一段：子弹射入木块瞬间，弹簧仍保持原长，子弹与木块间的摩擦力为内力，合外力为零，所以此瞬间系统动量守恒，机械能不守恒．第二段：子弹射入木块后，与木块一起压缩弹簧，系统受墙面弹力(外力)不为零，所以此过程系统动量不守恒．综合在一起，整个过程中动量、机械能均不守恒，应选B.3．(多选)两位同学穿旱冰鞋，面对面站立不动，互推后向相反的方向运动，不计摩擦阻力，下列判断正确的是(BC)A．互推后两同学总动量增加B．互推后两同学动量大小相等，方向相反C．分离时质量大的同学的速度小一些D．互推过程中机械能守恒解析：对两同学所组成的系统，互推过程中，合外力为零，总动量守恒，故A错；两同学动量的变化量大小相等，方向相反，故B、C正确；互推过程中机械能增大，故D错误．4．将静置在地面上，质量为M(含燃料)的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体．忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是(D)A.mMv0 B.Mmv0C.MM－mv0 D.mM－mv0解析：取向上为正方向，由动量守恒定律得：0＝(M －m )v －mv 0. 则火箭速度：v ＝mv 0M －m.故选D. 5．如图，质量为M 的小船在静止水面上以速率v 0向右匀速行驶，一质量为m 的救生员站在船尾，相对小船静止．若救生员以相对水面速率v 水平向左跃入水中，则救生员跃出后小船的速率为(C )A ．v 0＋m M vB ．v 0－m MvC ．v 0＋m M(v 0＋v ) D ．v 0＋m M(v 0－v )解析：人在跃出的过程中，船、人组成的系统水平方向上动量守恒，规定向右为正方向．则：(M ＋m )v 0＝Mv ′－mv ，解得：v ′＝v 0＋m M(v 0＋v )．故选C.6．(多选)如图所示，在橄榄球比赛中，一个85 kg 的前锋队员以5 m/s 的速度跑动，想穿越防守队员到底线触地得分．就在他刚要到底线时，迎面撞上了对方两名均为65 kg 的队员，一个速度为2 m/s ，另一个速度为4 m/s ，然后他们就扭在了一起，则(BC )A ．他们碰撞后的共同速率是0.2 m/sB ．碰撞后他们动量的方向仍向前C ．这名前锋能得分D ．这名前锋不能得分解析：前锋队员的质量为M ，速度为v 1，两名65 kg 的队员质量均为m ，速度分别为v 2、v 3.取前锋队员跑动的速度方向为正方向，根据动量守恒定律可得：Mv 1－mv 2－mv 3＝(M ＋m ＋m )v ，代入数据得：v ≈0.16 m/s.所以碰撞后的速度仍向前，故这名前锋能得分，B 、C 两项正确．能力提升7．质量为M 的沙车沿光滑水平面以速度v 0做匀速直线运动，此时从沙车上方落入一只质量为m 的铁球，如图所示，则小铁球落入沙车后(C )A ．沙车立即停止运动B ．沙车仍做匀速运动，速度仍为v 0C ．沙车仍做匀速运动，速度小于v 0D ．沙车做变速运动，速度不能确定解析：由水平方向上动量守恒Mv 0＝(M ＋m )v 可知C 项正确．8．如图所示，设车厢长为L ，质量为M ，静止在光滑的水平面上，车厢内有一质量为m 的物体以初速度v 0向右运动，与车厢来回碰撞n 次后，最终相对车厢静止，这时车厢的速度 (C )A ．v 0，水平向右B ．0 C.mv 0M ＋m ，水平向右 D.mv 0M －m，水平向左解析：物体和车厢所受的合外力为0，在物体与车厢的n 次碰撞的整个过程中系统的动量守恒，忽略中间细节，只考虑初、末状态，由系统动量守恒得：mv 0＝(M ＋m )v ，车厢最终速度v ＝mv 0M ＋m，方向与v 0相同，即水平向右． 9．两辆质量相同的小车，置于光滑的水平面上，有一人静止在小车A 上，两车A 、B 静止，如图所示．当这个人从A 车跳到B 车上，接着又从B 车跳回A 车并与A 车保持相对静止时，则A 车的速率(B )A ．等于零B ．小于B 车的速率C ．大于B 车的速率D ．等于B 车的速率解析：选A 车、B 车和人作为系统，两车均置于光滑的水平面上，在水平方向上无论人如何跳来跳去，系统均不受外力作用，故满足动量守恒定律．设人的质量为m ，A 车和B 车的质量均为M ，最终两车速度分别为vA 和vB .由动量守恒定律得0＝(M ＋m )vA －MvB ，则vAvB＝MM ＋m，即vA <vB .故选项B 正确．10．(2015·上海高考)两小孩在冰面上乘坐“碰碰车”相向运动．A 车总质量为50 kg ，以2 m/s 的速度向右运动；B 车总质量为70 kg ，以3 m/s 的速度向左运动；碰撞后，A 以1.5 m/s 的速度向左运动，则B 的速度大小为________ m/s ，方向向________(选填“左”或“右”)．解析：由动量守恒定律得：规定向右为正方向，mAvA －mBvB ＝－mAv ′A ＋mBvB ′，解得vB ′＝－0.5 m/s ，所以B 的速度大小是0.5 m/s ，方向向左．答案：0.5 左11．某同学质量为60 kg ，在军事训练中要求他从岸上以大小为2 m/s 的速度跳到一条向他缓缓飘来的小船上，然后去执行任务，小船的质量是140 kg ，原来的速度大小是0.5 m/s ，该同学上船后又跑了几步，最终停在船上．则此过程该同学动量的变化大小为____ kg ·m/s ，此时小船的速度大小为________ m/s.解析：将该同学与船组成一个系统，设最终二者的速度为v ，方向与人速度方向相同，由动量守恒得，m 人v 人－m 船v 船＝(m 人＋m 船)v ，解得：v ＝0.25 m/s ，该同学动量的变化为：Δp 人＝m 人(v 人－v )＝105 kg ·m/s. 答案：105 0.2512．如图所示，质量m 1＝0.3 kg 的小车静止在光滑的水平面上，车长L ＝1.5 m, 现有质量m 2＝0.2 kg 可视为质点的物块，以水平向右的速度v 0＝2 m/s 从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止．物块与车面间的动摩擦因数μ＝0.5，取g ＝10 m/s2，求：(1)物块在车面上滑行的时间t ；(2)要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v 0′不超过多少？解析：(1)设物块与小车共同速度为v ，以水平向右为正方向，根据动量守恒定律有： m 2v 0＝(m 1＋m 2)v ，设物块与车面间的滑动摩擦力为F ，对物块应用动量定理有：－Ft ＝m 2v －m 2v 0，又F ＝μm 2g ，解得：t ＝m 1v 0μ（m 1＋m 2）g，代入数据得t ＝0.24 s.(2)要使物块恰好不从车面滑出，须使物块到车面最右端时与小车有共同的速度，设其为v ′，则：m 2v 0′＝(m 1＋m 2)v ′，由功能关系有：12m 2v 0′＝12(m 1＋m 2)v ′＋μm 2gL ，代入数据解得v 0′＝5 m/s.故要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v 0′不超过5 m/s. 答案：(1)t ＝0.24 s (2)5 m/s13．如图所示，在高H ＝2.5 m 的光滑、绝缘水平高台边缘，静置一个小物块B ，另一带电小物块A 以初速度v 0＝10.0 m/s 向B 运动，A 、B 的质量均为m ＝1.0×10－3 kg.A 与B 相碰撞后，两物块立即粘在一起，并从台上飞出后落在水平地面上．落地点距高台边缘的水平距离L ＝5.0 m ．已知此空间中存在方向竖直向上的匀强电场，场强大小E ＝1.0×103 N/C(图中未画出)假设A 在滑行过程和碰撞过程中电量保持不变，不计空气阻力，g ＝10 m/s2.求：(1)A 、B 碰撞过程中损失的机械能．(2)试说明A 带电的电性，并求出其所带电荷q 的大小． (3)在A 、B 的飞行过程中，电场力对它做的功．解析：(1)设A 、B 刚粘在一起时的速度为v ，对于A 、B 两物块的碰撞过程，根据动量守恒定律有：mv 0＝2mv ，解得：v ＝v 02＝5.0 m/s.A 、B 碰撞过程中损失的机械能为：ΔE ＝12mv 0－12×2mv ＝2.5×10－2 J.(2)A 、B 碰后一起做匀变速曲线运动，设加速度为a ，经时间t 落至地面，则有水平方向：L ＝vt ，竖直方向：H ＝12at，解得：a ＝5.0 m/s .因a <g ，表明A 、B 所受电场力方向竖直向上，因此A 带正电．对A 、B 沿竖直方向的分运动，根据牛顿第二定律有：2mg －qE ＝2ma ，解得：q ＝1.0×10－5C.(3)A 、B 飞行过程中，电场力做的功为W ＝－qEH ，解得：W ＝－2.5×10－2 J.答案：(1)2.5×10－2 J (2)A 带正电，q ＝1.0×10－5C (3)－2.5×10－2 J。