2017_2018学年高中物理第16章动量守恒定律16.3动量守恒定律课时作业新人教版选修3_520180319373

16.3动量守恒定律

1．(对动量守恒条件的理解)下列情形中，满足动量守恒条件的是( )

A ．用铁锤打击放在铁砧上的铁块，打击过程中，铁锤和铁块的总动量

B ．子弹水平穿过放在光滑桌面上的木块的过程中，子弹和木块的总动量

C ．子弹水平穿过墙壁的过程中，子弹和墙壁的总动量

D ．棒击垒球的过程中，棒和垒球的总动量

答案 B

解析 A 中竖直方向合力不为零；C 中墙壁受地面的作用力；D 中棒受人手的作用力，故合

外力不为零，不符合动量守恒的条件．

2．(动量守恒条件的理解) (多选)如图4所示，在水平光滑地面上有A 、B 两个木块，A 、B

之间用一轻弹簧连接．A 靠在墙壁上，用力F 向左推B 使两木块之间的弹簧压缩并处于静止

状态．若突然撤去力F ，则下列说法中正确的是( )

图4

A ．木块A 离开墙壁前，A 、

B 和弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒

B ．木块A 离开墙壁前，A 、B 和弹簧组成的系统动量不守恒，但机械能守恒

C ．木块A 离开墙壁后，A 、B 和弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒

D ．木块A 离开墙壁后，A 、B 和弹簧组成的系统动量不守恒，但机械能守恒

答案 BC

解析 若突然撤去力F ，木块A 离开墙壁前，墙壁对木块A 有作用力，所以A 、B 和弹簧组

成的系统动量不守恒，但由于A 没有离开墙壁，墙壁对木块A 不做功，所以A 、B 和弹簧组

成的系统机械能守恒，选项A 错误，选项B 正确；木块A 离开墙壁后，A 、B 和弹簧组成的

系统所受合外

力为零，所以系统动量守恒且机械能守恒，选项C 正确，选项D 错误．

3．(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

v B.2M 5m v

C.4M －m 5m

v D.4M 5m

v 答案 A

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 )35

v ＋mv ′. 解得v ′＝2M ＋3m 5m

v . 4．(动量守恒定律的简单应用)如图5所示，进行太空行走的宇航员A 和B 的质量分别为80 kg 和100 kg ，他们携手远离空间站，相对空间站的速度为0.1 m/s.A 将B 向空间站方向轻推后，A 的速度变为0.2 m/s ，求此时B 的速度大小和方向．

图5

答案 0.02 m/s 远离空间站方向

解析 以空间站为参考系，选远离空间站，即v 0方向为正方向．据动量守恒定律得 (m A ＋m B )v 0＝m A v A ＋m B v B ，

代入数据解得v B ＝0.02 m/s ，远离空间站方向．

题组一 对动量守恒条件的理解

1．汽车拉着拖车在平直公路上匀速行驶，突然拖车与汽车脱钩，而汽车的牵引力不变，各自受的阻力不变，则脱钩后，在拖车停止运动前( )

A ．汽车和拖车的总动量保持不变

B ．汽车和拖车的总动能保持不变

C ．汽车和拖车的总动量增加

D ．汽车和拖车的总动能减小

答案 A

解析 汽车和拖车原来做匀速直线运动，合外力为零，拖车与汽车脱钩后，汽车的牵引力不变，各自受的阻力也没有发生变化，故拖车、汽车组成的系统合外力仍为零，动量守恒，A 正确，C 错误；分析物理过程可知，脱钩后，同样时间内汽车发生的位移要大于拖车减速发生的位移，合外力对汽车和拖车做正功，总动能变大，B 、D 错误．

2.如图1所示，质量为M的小车置于光滑的水平面上，车的上表面粗糙，有一质量为m的木块以初速度v0水平地滑至车的上表面，若车足够长，则( )

图1

A．木块的最终速度为m

M＋m

v0

B．由于车上表面粗糙，小车和木块所组成的系统动量不守恒

C．车上表面越粗糙，木块减少的动量越多

D．车上表面越粗糙，小车获得的动量越多

答案 A

解析由m和M组成的系统水平方向动量守恒易得A正确；m和M动量的变化与小车上表面的粗糙程度无关，因为车足够长，最终各自的动量与摩擦力大小无关．

3．如图2所示，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，下列说法正确的是( )

图2

A．男孩和木箱组成的系统动量守恒

B．小车与木箱组成的系统动量守恒

C．男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒

D．木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同

答案 C

解析由动量守恒定律成立的条件可知男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒，选项A、B错误，C正确；木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小相等，方向相反，选项D 错误．

4. (多选)在光滑水平面上A、B两小车中间有一弹簧，如图3所示，用手抓住小车并将弹簧压缩后使小车处于静止状态．将两小车及弹簧看做一个系统，下面说法正确的是( )

图3

A．两手同时放开后，系统总动量始终为零

B．先放开左手，再放开右手后，动量不守恒

C．先放开左手，后放开右手，总动量向左

D ．无论何时放手，两手放开后，在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零

答案 ACD

解析 在两手同时放开后，水平方向无外力作用，只有弹簧的弹力(内力)，故动量守恒，即系统的总动量始终为零，A 对；先放开左手，再放开右手后，是指两手对系统都无作用力之后的那一段时间，系统所受合外力也为零，即动量是守恒的，B 错；先放开左手，系统在右手作用下，产生向左的作用力，故有向左的冲量，后放开右手，系统的动量守恒，即此后的总动量向左，C 对；其实，无论何时放开手，只要是两手都放开后就满足动量守恒的条件，即系统的总动量都保持不变，D 对．

题组二 动量守恒定律的简单应用

5．(多选)如图4所示，水平面上有两个木块，两木块的质量分别为m 1、m 2，且m 2＝2m 1.开始两木块之间有一根用轻绳缚住的已压缩轻弹簧，烧断绳后，两木块分别向左、右运动．若两木块m 1和m 2与水平面间的动摩擦因数分别为μ1、μ2，且μ1＝2μ2，则在弹簧伸长的过程中，两木块( )

图4

A ．动量大小之比为1∶1

B ．速度大小之比为2∶1

C ．动量大小之比为2∶1

D ．速度大小之比为1∶1

答案 AB

解析 以两木块及弹簧组成的系统为研究对象，绳断开后，弹簧对两木块的推力可以看成是内力；水平面对两木块有方向相反的滑动摩擦力，且F f1＝μ1m 1g ，F f2＝μ2m 2g .因此系统所受合外力F 合＝μ1m 1g －μ2m 2g ＝0，满足动量守恒定律的条件．设弹簧伸长过程中某一时刻，两木块速度大小分别为v 1、v 2.由动量守恒定律有(以向右为正方向)：－m 1v 1＋m 2v 2＝0，即

m 1v 1＝m 2v 2.即两木块的动量大小之比为1∶1，故A 项正确；两木块的速度大小之比为v 1v 2＝m 2m 1

＝21

，故B 项正确． 6．如图5所示，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的速率v 水平向左跃入水中，则救生员跃出后小船的速率为( )

图5