（2021新人教版）高中物理选修性必修第一册课时分层作业 3 动量守恒定律练习.doc

1、课时分层作业课时分层作业(三三)动量守恒定律动量守恒定律 (建议用时：建议用时：25 分钟分钟) 考点一考点一动量守恒条件的判断动量守恒条件的判断 1(多选多选)下列四幅图所反映的物理过程中下列四幅图所反映的物理过程中， ，动量守恒的是动量守恒的是() ACA 图中子弹和木块组成的系统在水平方向上不受外力图中子弹和木块组成的系统在水平方向上不受外力，竖直方向所受合力为竖直方向所受合力为 零零，该系统动量守恒该系统动量守恒；B 图中在弹簧恢复原长的过程中图中在弹簧恢复原长的过程中，系统在水平方向上始终受墙的系统在水平方向上始终受墙的 作用力作用力， 系统动量不守恒系统动量不守恒； C 图中木球与

2、铁球组成的系统所受合力为零图中木球与铁球组成的系统所受合力为零， 系统动量守恒系统动量守恒； D 图中木块下滑过程中图中木块下滑过程中，斜面体始终受到挡板的作用力斜面体始终受到挡板的作用力，系统动量不守恒系统动量不守恒 2如图所示如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直挡板上轻弹簧的一端固定在竖直挡板上，一质量为一质量为 m 的光滑弧形槽静止放的光滑弧形槽静止放 在光滑水平面上在光滑水平面上，弧形槽底端与水平面相切弧形槽底端与水平面相切，一质量也为一质量也为 m 的小物块从槽上高的小物块从槽上高 h 处开处开 始下滑始下滑，下列说法正确的是下列说法正确的是() A在下滑过程中在下滑过程中，物块和槽组成

3、的系统机械能守恒物块和槽组成的系统机械能守恒 B在下滑过程中在下滑过程中，物块和槽组成的系统动量守恒物块和槽组成的系统动量守恒 C在压缩弹簧的过程中在压缩弹簧的过程中，物块和弹簧组成的系统动量守恒物块和弹簧组成的系统动量守恒 D被弹簧反弹后被弹簧反弹后，物块能回到槽上高物块能回到槽上高 h 处处 A对物块和槽组成的系统对物块和槽组成的系统，在下滑过程中没有机械能损失在下滑过程中没有机械能损失，系统的机械能守恒系统的机械能守恒， A 正确正确；在下滑的过程中在下滑的过程中，物块在竖直方向有加速度物块在竖直方向有加速度，物块和槽组成的系统所受合外力物块和槽组成的系统所受合外力 不为零不为零， 不符

4、合动量守恒的条件不符合动量守恒的条件， 故系统的动量不守恒故系统的动量不守恒， 但系统在水平方向上动量守恒但系统在水平方向上动量守恒， B 错误错误；在压缩弹簧的过程中在压缩弹簧的过程中，对于物块和弹簧组成的系统对于物块和弹簧组成的系统，由于挡板对弹簧有向左的由于挡板对弹簧有向左的 弹力弹力，所以系统受到的合外力不为零所以系统受到的合外力不为零，则系统动量不守恒则系统动量不守恒，C 错误错误；因为物块与槽在水因为物块与槽在水 平方向上动量守恒平方向上动量守恒，且两者质量相等且两者质量相等，根据动量守恒定律知物块离开槽时物块与槽的速根据动量守恒定律知物块离开槽时物块与槽的速 度大小相等度大小相等

5、、方向相反方向相反，物块被弹簧反弹后物块被弹簧反弹后，与槽的速度相同与槽的速度相同，即两者做速度相同的匀即两者做速度相同的匀 速直线运动速直线运动，所以物块不会再滑上弧形槽所以物块不会再滑上弧形槽，D 错误错误 考点二考点二动量守恒定律的运用动量守恒定律的运用 3如图所示如图所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上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木箱内粗糙的底板上放着一个 小木块小木块 木箱和小木块都具有一定的质量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现使木箱获得一个向右的初速度 v0， 则则() A小木块和木箱最终都将静止小木块和木箱最终都将静止 B

6、小木块最终将相对木箱静止小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动二者一起向右运动 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则二者将一起向左运动 B最终最终，木箱和小木块都具有向右的动量木箱和小木块都具有向右的动量，并且相互作用的过程中总动量守恒并且相互作用的过程中总动量守恒， 选项选项 A、D 错误错误；由于小木块与底板间存在摩擦由于小木块与底板间存在摩擦，小木块最终将相对木箱静止小木块最终将相对木箱静止，选项选项

7、B 正确正确，选项选项 C 错误错误 4光滑水平桌面上有光滑水平桌面上有 P、Q 两个物块两个物块，Q 的质量是的质量是 P 的的 n 倍倍将一轻弹簧置于将一轻弹簧置于 P、 Q 之间之间，用外力缓慢压用外力缓慢压 P、Q.撤去外力后撤去外力后，P、Q 开始运动开始运动，P 和和 Q 的动量大小的比值的动量大小的比值 为为() An2Bn C.1 n D1 D撤去外力后撤去外力后，系统所受外力之和为系统所受外力之和为 0，所以总动量守恒所以总动量守恒，设设 P 的动量方向为正的动量方向为正 方向方向，则有则有 pPpQ0，故故 pPpQ，因此因此 P 和和 Q 的动量大小的比值为的动量大小的比

8、值为 1，选项选项 D 正确正确 5如图所示如图所示，质量为质量为 m0.5 kg 的小球在距离车底部一定高度处以初速度的小球在距离车底部一定高度处以初速度 v015 m/s 向左平抛向左平抛，落在以落在以 v7.5 m/s 的速度沿光滑水平面向右匀速行驶的小车中的速度沿光滑水平面向右匀速行驶的小车中，小车足小车足 够长够长，质量为质量为 M4 kg，g 取取 10 m/s2，则当小球与小车相对静止时则当小球与小车相对静止时，小车的速度大小是小车的速度大小是 () A4 m/sB5 m/s C8.5 m/sD9.5 m/s B小球和小车在水平方向上动量守恒小球和小车在水平方向上动量守恒，取向右

9、为正方向取向右为正方向，有有 Mvmv0(M m)v，解得解得 v5 m/s. 6如图甲所示如图甲所示，质量为质量为 M 的薄长木板静止在光滑的水平面上的薄长木板静止在光滑的水平面上， ，t0 时一质量为时一质量为 m 的滑块以水平初速度的滑块以水平初速度 v0从长木板的左端冲上木板并最终从右端滑下从长木板的左端冲上木板并最终从右端滑下已知滑块和长木已知滑块和长木 板在运动过程中的板在运动过程中的 vt 图像如图乙所示图像如图乙所示，则木板与滑块的质量之比则木板与滑块的质量之比 Mm 为为() 甲甲乙乙 A12B21 C13D31 B取滑块的初速度方向为正方向取滑块的初速度方向为正方向，对滑块

10、和木板组成的系统对滑块和木板组成的系统，根据动量守恒定律根据动量守恒定律 有有 mv0mv1Mv2，由题图乙知由题图乙知 v040 m/s，v120 m/s，v210 m/s，代入数据解代入数据解得得 Mm21，故故 B 正确正确 考点三考点三动量守恒和机械能守恒的综合应用动量守恒和机械能守恒的综合应用 7如图所示如图所示，木块木块 A、B 的质量均为的质量均为 2 kg， ，置于光滑水平面上置于光滑水平面上，B 与一轻质弹簧与一轻质弹簧 的一端相连的一端相连，弹簧的另一端固定在竖直挡板上弹簧的另一端固定在竖直挡板上，当当 A 以以 4 m/s 的速度向的速度向 B 撞击时撞击时，由于由于 有

11、橡皮泥而粘在一起运动有橡皮泥而粘在一起运动，那么弹簧被压缩到最短时那么弹簧被压缩到最短时，弹簧具有的弹性势能大小为弹簧具有的弹性势能大小为 () A4 JB8 J C16 JD32 J BA、B 在碰撞过程中动量守恒在碰撞过程中动量守恒，碰后粘在一起共同压缩弹簧的过程中机械能守碰后粘在一起共同压缩弹簧的过程中机械能守 恒恒由碰撞过程中动量守恒得由碰撞过程中动量守恒得 mAvA(mAmB)v，代入数据解得代入数据解得 v mAvA mAmB 2 m/s， 所以碰后所以碰后 A、B 及弹簧组成的系统的机械能为及弹簧组成的系统的机械能为1 2(m AmB)v28 J，当弹簧被压缩至最短当弹簧被压缩至

12、最短 时时，系统的动能为系统的动能为 0，只有弹性势能只有弹性势能，由机械能守恒得此时弹簧的弹性势能为由机械能守恒得此时弹簧的弹性势能为 8 J 8(多选多选)如图所示如图所示，质量为质量为 M 的楔形物体静止在光滑的水平地面上的楔形物体静止在光滑的水平地面上， ，其斜面光滑其斜面光滑 且足够长且足够长， 与水平方向的夹角为与水平方向的夹角为.一个质量为一个质量为 m 的小物块从斜面底端沿斜面向上以初速的小物块从斜面底端沿斜面向上以初速 度度 v0开始运动开始运动，当小物块沿斜面向上运动到最高点时当小物块沿斜面向上运动到最高点时，速度大小为速度大小为 v，距地面的高度距地面的高度为为 h，则下

13、列关系式中正确的是则下列关系式中正确的是() Amv0(mM)v Bmv0cos (mM)v Cmgh1 2m(v 0sin )2 Dmgh1 2(m M)v21 2mv 2 0 BD小物块上升到最高点时小物块上升到最高点时，速度与楔形物体的速度相同速度与楔形物体的速度相同，系统水平方向动量守系统水平方向动量守 恒恒，全过程机械能守恒全过程机械能守恒以向右为正方向以向右为正方向，在小物块上升过程中在小物块上升过程中，由水平方向系统动量由水平方向系统动量 守恒得守恒得 mv0cos (mM)v，选项选项 A 错误错误，B 正确正确；由机械能守恒定律得由机械能守恒定律得 mgh1 2(m M)v2

14、1 2mv 2 0，选项选项 C 错误错误，D 正确正确 9如图所示如图所示，在光滑的水平杆上套有一个质量为在光滑的水平杆上套有一个质量为 m 的滑环的滑环，滑环通过一根不可伸滑环通过一根不可伸 缩的轻绳悬挂着一个质量为缩的轻绳悬挂着一个质量为 M 的物块的物块(可视为质点可视为质点)，绳长为绳长为 L.将滑环固定时将滑环固定时，给物块给物块 一个水平冲量一个水平冲量，物块摆起后刚好碰到水平杆物块摆起后刚好碰到水平杆；若滑环不固定若滑环不固定，仍给物块以同样的水平冲仍给物块以同样的水平冲 量量，求物块摆起的最大高度求物块摆起的最大高度 解析解析滑环固定时滑环固定时，根据机械能守恒定律根据机械能

15、守恒定律，有有 MgL1 2Mv 2 0，解得解得 v0 2gL 滑环不固定时滑环不固定时，物块的初速度仍为物块的初速度仍为 v0，在物块摆起至最大高度在物块摆起至最大高度 h 时时，它们的速度它们的速度 都为都为 v，在此过程中物块和滑环组成的系统机械能守恒在此过程中物块和滑环组成的系统机械能守恒，水平方向动量守恒水平方向动量守恒，则：则： Mv0(mM)v 1 2Mv 2 01 2(m M)v2Mgh 由以上各式由以上各式，可得可得 h m mML. 答案答案 m mML (建议用时：建议用时：15 分钟分钟) 10(多选多选)如图所示如图所示，小车放在光滑的水平面上小车放在光滑的水平面上

16、，将系着绳的小球拉开到一定的角将系着绳的小球拉开到一定的角 度度，然后同时放开小球和小车然后同时放开小球和小车，那么在以后的过程中那么在以后的过程中() A小球向左摆动时小球向左摆动时，小车也向左运动小车也向左运动，且系统水平方向动量守恒且系统水平方向动量守恒 B小球向左摆动时小球向左摆动时，小车向右运动小车向右运动，且系统水平方向动量守恒且系统水平方向动量守恒 C小球向左摆到最高点小球向左摆到最高点，小球的速度为零而小车的速度不为零小球的速度为零而小车的速度不为零 D在任意时刻在任意时刻，小球和小车在水平方向上的动量一定大小相等小球和小车在水平方向上的动量一定大小相等、 、方向相反方向相反

17、BD以小球和小车组成的系统为研究对象以小球和小车组成的系统为研究对象，在水平方向上不受力的作用在水平方向上不受力的作用，所以系所以系 统在水平方向上动量守恒统在水平方向上动量守恒，由于初始状态小车与小球均静止由于初始状态小车与小球均静止，所以小球与小车在水平方所以小球与小车在水平方 向上的动量要么都为零向上的动量要么都为零，要么大小相等要么大小相等、方向相反方向相反，选项选项 A、C 错误错误，选项选项 B、D 正确正确 11(多选多选)如图所示如图所示，木块木块 A 静置于光滑的水平面上静置于光滑的水平面上， ，其曲面部分其曲面部分 MN 光滑光滑、水平水平 部分部分 NP 粗糙粗糙，现有一

18、物体现有一物体 B 自自 M 点由静止释放点由静止释放，设设 NP 足够长足够长，则以下叙述正确的则以下叙述正确的 是是() AA、B 最终以同一不为零的速度运动最终以同一不为零的速度运动 BA、B 最终速度均为零最终速度均为零 CA 物体先做加速运动物体先做加速运动，后做减速运动后做减速运动 DA 物体先做加速运动物体先做加速运动，后做匀速运动后做匀速运动 BC系统在水平方向不受外力系统在水平方向不受外力， 故系统在水平方向动量守恒故系统在水平方向动量守恒， 因系统初动量为零因系统初动量为零， A、B 在任一时刻的水平方向动量之和也为零在任一时刻的水平方向动量之和也为零，因因 NP 足够长足

19、够长，B 最终与最终与 A 速度相同速度相同， 此速度为零此速度为零，B 选项正确选项正确，A 物体由静止到运动物体由静止到运动、最终速度又为零最终速度又为零，C 选项正确选项正确 12将一个光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上将一个光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上，如图所示如图所示，槽左侧有一个固定在槽左侧有一个固定在 水平面上的物块水平面上的物块现让一个小球自左侧槽口现让一个小球自左侧槽口 A 点正上方由静止开始落下点正上方由静止开始落下，从从 A 点落入点落入 槽内槽内，则下列说法正确的是则下列说法正确的是() A小球在半圆槽内运动的过程中小球在半圆槽内运动的过程中，机械能守恒机械能守恒 B

20、小球在半圆槽内运动的全过程中小球在半圆槽内运动的全过程中，小球与半圆槽组成的系统动量守恒小球与半圆槽组成的系统动量守恒 C小球在半圆槽内由小球在半圆槽内由 B 点向点向 C 点运动的过程中点运动的过程中，小球与半圆槽组成的系统动量守小球与半圆槽组成的系统动量守 恒恒 D小球从小球从 C 点离开半圆槽后点离开半圆槽后，一定还会从一定还会从 C 点落回半圆槽 点落回半圆槽 D小球在半圆槽内运动小球在半圆槽内运动，由由 B 到到 C 的过程中的过程中，除重力做功外除重力做功外，槽的支持力也对槽的支持力也对 小球做功小球做功，小球机械能不守恒小球机械能不守恒，由此可知由此可知，小球在半圆槽内运动的全过

21、程中小球在半圆槽内运动的全过程中，小球的机小球的机 械能不守恒械能不守恒，A 错误；小球在槽内由错误；小球在槽内由 A 到到 B 的过程中的过程中，左左 侧物块对槽有作用力侧物块对槽有作用力，小球与槽组成的系统动量不守恒小球与槽组成的系统动量不守恒，由由 B 到到 C 的过程中的过程中，小小 球有向心加速度球有向心加速度，竖直方向的合力不为零竖直方向的合力不为零，系统的动量也不守恒系统的动量也不守恒，B、C 错误；小球离错误；小球离 开开 C 点以后点以后，既有竖直向上的分速度既有竖直向上的分速度，又有水平分速度又有水平分速度，小球做斜上抛运动小球做斜上抛运动，水平方水平方 向做匀速直线运动向

22、做匀速直线运动，水平分速度与半圆槽的速度相同水平分速度与半圆槽的速度相同，所以小球一定还会从所以小球一定还会从 C 点落回点落回 半圆槽半圆槽，D 正确正确 13如图所示如图所示，甲车质量甲车质量 m120 kg，车上有质量车上有质量 M50 kg 的人的人，甲车甲车(连同车上连同车上 的人的人)以以 v3 m/s 的速度向右滑行的速度向右滑行， 此时质量此时质量 m250 kg 的乙车正以的乙车正以 v01.8 m/s 的速度的速度 迎面滑来迎面滑来，为了避免两车相撞为了避免两车相撞，当两车相距适当距离时当两车相距适当距离时，人从甲车跳到乙车上人从甲车跳到乙车上，求人跳求人跳 出甲车的水平速

23、度出甲车的水平速度(相对地面相对地面)应当在什么范围以内才能避免两车相撞？不计地面和小应当在什么范围以内才能避免两车相撞？不计地面和小 车的摩擦车的摩擦，且乙车足够长且乙车足够长 解析解析人跳到乙车上后人跳到乙车上后，如果两车同向如果两车同向，甲车的速度小于或等于乙车的速度就可甲车的速度小于或等于乙车的速度就可 以避免两车相撞以避免两车相撞 以人以人、甲车甲车、乙车组成的系统为研究对象乙车组成的系统为研究对象 由水平方向动量守恒得：由水平方向动量守恒得： (m1M)vm2v0(m1m2M)v， 解得解得 v1 m/s 以人与甲车为一系统以人与甲车为一系统，人跳离甲车过程水平方向动量守恒人跳离甲车过程水平方向动量守恒，得得：(m1M)vm1v Mu 解得解得 u3.8 m/s 因此因此，只要人跳离甲车的速度只要人跳离甲车的速度 u3.8 m/s 就可避免两车相撞就可避免两车相撞 答案答案大于等于大于等于 3.8 m/s