1、动量守恒定律习题训练12022年冬奥会将在北京一张家口举行，其中短道速滑接力是很具观赏性的项目。比赛中“接棒”运动员在前面滑行，“交棒”运动员从后面追上，“交棒”运动员用力推前方“接棒”运动员完成接力过程。忽略运动员与冰面之间的摩擦，交接棒过程中两运动员的速度方向均在同一直线上。对两运动员交接棒的过程，下列说法正确的是（）A两运动员之间相互作用力做的总功一定等于零B两运动员之间相互作用力的总冲量一定等于零C两运动员的动量变化一定相同D两运动员组成的系统动量和机械能均守恒2如图所示，小车放在光滑的水平面上，将系着绳的小球向右拉开一定的角度，然后同时放开小球和小车，不计一切摩擦，下列说法正确的是（
2、）A小球的机械能守恒B小球不能向左摆到原高度C小车和小球组成的系统动量守恒D任意时刻小车和小球水平方向的动量都等大反向3如图所示，A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A并立即留在其中。则在子弹打击木块A至弹簧第一次被压缩至最短的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统（）A动量守恒，机械能不守恒B动量不守恒、机械能不守恒C动量守恒，机械能守恒D动量不守恒，机械能守恒4如图所示，装有炮弹的火炮总质量为m1，炮弹的质量为m2，炮弹射出炮口时对地的速率为v0，若炮管与水平地面的夹角为，则火炮后退的速度大小为（设水平面光滑）（）Av0 B C D5如图所示，有一
3、小车静止在光滑的水平面上，站在小车上的人将右边管中的球一个一个地投入左边的筐中（球仍在车上）。以人、车和球作为系统，下列判断正确的是（）A由于系统所受合外力为零，故小车不会动B当球全部投入左边的框中时，车仍然有向右的速度C由于系统水平方向动量守恒，故小车右移D若人屈膝跳起投球，则系统在竖直方向上动量守恒6（多选）如图，花样滑冰运动员所穿冰鞋的冰刀与冰面间的动摩擦因数是相同的，为表演一个动作，处于静止状态的两运动员站在一起互推一把后各自自由滑行，下列说法正确的是（）A质量大的运动员滑行的初速度小B质量大的运动员滑行时加速度小C质量大的运动员滑行时间长D质量大的运动员滑行距离短7（多选）如图所示，
4、曲面体P静止于光滑水平面上，物块Q自P的上端静止释放。Q与P的接触面光滑，Q在P上运动的过程中，下列说法正确的是（）AP对Q做功为零BP和Q之间相互作用力做功之和为零CP和Q构成的系统机械能不守恒、动量守恒DP和Q构成的系统机械能守恒、动量不守恒8（多选）如图所示为老师对着墙壁练习打乒乓球。在某次球拍击球后，球斜向上飞出，球以速度垂直撞在竖直墙壁上，球反向弹回后，能回到出发点。已知乒乓球的质量为，不计空气阻力，则（）A乒乓球往返的时间相同B乒乓球与墙相碰，动量变化量大小为C乒乓球往返的轨迹不同D乒乓球撞击墙壁动量守恒9如图所示，固定在水平面上的光滑轨道P，左部分水平，右部分是四分之一圆孤，半径
5、。水平长木板Q上表面粗糙，紧靠在P的左端，接触部分等高。质量为的小物块自四分之一圆弧顶端静止释放。已知水平面光滑，小物块始终未从Q上掉落，物块与Q的滑动摩擦因数，Q运动的图象如图所示，重力加速度。求：（1）Q的质量M；（2）Q的最小长度L。10如图所示，固定在水平台面BC。上的斜面体倾角=45，最高点A距离水平台面高度为h=1m，斜面和台面在B点通过平滑小圆弧（图中未画出）连接，且BC段长L=1m。一辆上表面为四分之一光滑圆弧的小车静止在光滑水平地面上，开始时小车紧靠平台放置，此时圆弧最低点a和平台等高，圆弧半径Oa在竖直方向，且圆弧半径为r=0.2m，小车质量M=0.3kg。现从A点由静止释
6、放一可视为质点的质量m=0.1kg的小球，小球和斜面、平台间的动摩擦因数都为=0.1，取g=10m/s2，试求（1）小球第一次到达a时对小车的压力；（2）小球离开平台后上升的最大高度。11节假日小明和爸爸一起到一大型冰雪游乐场玩碰碰车游戏，游乐场里所有的碰碰车外圈都是圆形的。某时刻爸爸的车停在水平雪地上，小明的车以v1=1m/s的速度从较远处向爸爸的车滑过来，这时一辆雪地平整车以某一速度与爸爸的车发生弹性碰撞，碰后爸爸的车立即以v2=1m/s的速度正对小明的车滑过来。已知小明与车质量M1=60kg，爸爸与车及车里的沙袋总质量M2=120kg，其中沙袋的质量为m=20kg，雪地平整车质量M远大于
7、碰碰车及人的质量，碰碰车运动时不计一切摩擦，且所有运动都在同一直线上。求：（1）若父子俩的碰碰车相碰后连为一体，他们一起运动的速度大小v；（2）为了避免父子俩的车相碰，爸爸至少以多大的对地速度v3将沙袋水平扔出并让沙袋落到小明车内；（3）雪地平整车与爸爸的车碰撞前速度大小v0。动量守恒定律参考答案1.【答案】B【详解】AB交接棒过程中两运动员之间的相互作用力等大反向，作用时间相同，总冲量一定为零，但两力作用的位移并不相同，总功并不为零，故A错误，B正确；C交接棒过程中两运动员之间的相互作用力等大反向，作用时间相同，根据动量定理可知两运动员的动量变化大小相同，方向相反，故C错误；D两运动员组成的
8、系统所受合外力为零，动量守恒，但“交棒”远动员的推力对系统做功，系统机械能不守恒，故D错误。故选B。2.【答案】D【详解】AC小球与小车组成的系统在水平方向不收外力，竖直方向的合外力为小球的重力，因此系统在水平方向动量守恒，小球与小车组成的系统机械能守恒，小球的机械能不守恒，故AC错误；BD初始状态系统的总动量为零，所以在任意时刻，小球和小车在水平方向的动量一定大小相等，方向相反，当小球的速度为零时，小车速度也为零，由机械能守恒定律知，小球能向左摆到原高度，故D正确，B错误。故选D。3.【答案】A【详解】在子弹打击木块A至弹簧第一次被压缩至最短的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统受合外力为
9、零，则系统动量守恒；子弹射入木块的过程中要损失机械能，则系统的机械能不守恒。故选A。4.【答案】C【详解】由于炮弹的重力作用，火炮发射炮弹的过程只有水平方向动量守恒，以向右为正方向，根据动量守恒定律可得m2v0cos-(m1-m2)v=0解得C正确。故选C。5.【答案】C【详解】AC在投球过程中，人和车（含篮球）系统所受合外力不为零，但水平方向所受合外力为零，系统水平方向动量守恒，篮球由水平向左的动量，则人和车系统获得向右的水平动量，因此车仍然有向右的速度，小车向右移动，故C正确，A错误；B投球之前，人和车（含篮球）组成的系统动量为零，当球全部投入左边的框中时，球的速度为零，根据动量守恒定律知
10、，车的动量也为零，小车会停止，故B错误；D若若人屈膝跳起投球，系统在竖直方向上所受合外力不为零，则系统在竖直方向上动量不守恒，故D错误。故选C。6.【答案】AD【详解】A两运动员互推的过程遵循动量守恒，总动量为零所以质量大的运动员后退的初速度小，故A正确；B他们都在各自的摩擦力作用小做减速运动，由于其动摩擦因素相同，根据可知，他们减速的加速度大小相同，故B错误；C滑行的时间故质量大的初速度小，运动时间短，故C错误；D由可知质量大的初速度小，运动的位移短，故D正确。故选AD。7.【答案】BD【详解】AQ在P上运动过程，P对Q有弹力且在力的方向上Q有位移，则P对Q做功不为零，A错误；BCD Q在P
11、上运动过程，P和Q构成的系统只有重力做功，系统机械能守恒，P、Q之间的弹力做功和必为零；系统在水平方向所受合外力为零，系统在水平方向动量守恒，但系统在竖直方向所受合外力不为零，系统在竖直方向动量不守恒，系统动量不守恒，C错误BD正确。故选BD。8.【答案】AB【详解】球以速度垂直撞在竖直墙壁上，球反向弹回，能回到出发点，根据对称性，乒乓球往返的轨迹相同，乒乓球往返的时间相同，反弹后的速度大小相同，乒乓球与墙相碰，动量变化量大小为，乒乓球撞击墙壁动量不守恒，选项AB正确，选项CD错误。故选AB。9.【答案】（1）；（2）【详解】（1）设小物块滑上Q的速度为，根据动能定理解得根据Q运动的图象可判断
12、，小物块冲上Q后，Q先加速，由于小物块始终未从Q掉落，最终两者共速，一起匀速运动速度为，根据动量守恒解得（2）当小物块到达Q最左端时，两者恰好公式，此时木板长度最小，根据能量守恒定律其中Q为系统产生的热量解得Q的最小长度10.【答案】(1)9N，方向竖直向下；(2)0.4m【详解】(1)小球从A到C过程，由动能定理得代入数据解得在a点，由牛顿第二定律代入数据解得N=9N根据牛顿第三定律可知，小球第一次到达a时对小车的压力为9N，方向竖直向下；(2) m、M组成的系统在水平方向动量守恒，m到达b点时两者在水平方向速度相等，设为v，以向右为正方向，由动量守恒定律得mva=（m+M）v由机械能守恒定
13、律得代入数据解得因为，所以小球从M飞出后做竖直上抛运动。令小球刚好到达b点时，水平方向共同的速度为vx，小球的竖直速度为vy，由动量守恒定律得由机械能守恒定律得小球离开M后，做竖直上抛运动，继续上升的高度为h1，根据动能定理可得联立并代入解得小球离开平台后上升的最大高度为0.4m。11.【答案】（1）v=m/s；（2）v3=m/s；（3）v0 = 0.5m/s【详解】（1）以小明爸爸运动方向为正，则两车相碰过程（2）为了避免父子俩的车相碰，以最小速度v3抛出沙袋，沙袋落入小明车内后，两车的速度相等，根据第一问可知，共同速度为v，以沙袋及爸爸的车为研究对象，根据动量守恒得解得v3=m/s（3）因雪地平整车与小明爸爸的车发生弹性碰撞，根据动量守恒及机械能守恒得解得由于MM2，所以即
