人教版高二物理选修3-5课时练习动量守恒定律

1、课时 3 动量守恒定律P9、选择题1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。合力均不为零，不符合动量守恒的条件。A 固定在轻杆一端 ，轻杆另一端挂在小车支架的 O 点 。用手将小球拉至水平 ，此时小车静止于光滑水平面上 ，放手让小 球摆下与 B 处固定的橡皮泥碰击后粘在一起 ， 则

2、在此过程中小车将 ( )A向右运动B向左运动C静止不动D小球下摆时 ，车向左运动后又静止答案 D解析 小球与小车组成的系统动量守恒， 系统初动量为零。 小球下摆时， 小 球的动量向右， 小车获得大小相等方向相反的动量， 向左运动，小球停止运动后， 动量为零，小车动量也变为零，故 D 项正确。3将质量为 1.00 kg的模型火箭点火升空 ，50 g燃烧的燃气以大小为 600 m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出 。在燃气喷出后的瞬间 ，火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略 )()2A30 kg m/s B 5.7102 kg m/sC6.0102 kg m/s D 6.3102 k

3、g m/s答案 A解析 设火箭的质量为 m1，燃气的质量为 m2，根据动量守恒， m1v1 m2v2， 解得火箭的动量为： pm2v2m1v130 kg m/s，所以 A正确，B、C、D 错误。4质量为 m的人随平板车以速度 v 在平直跑道上匀速前进 ，不考虑摩擦阻 力，当此人相对于平板车竖直跳起至落回原起跳位置的过程中 ，平板车的速度 ()A保持不变 B变大C变小 D先变大后变小答案 A解析 人与平板车组成的系统在水平方向上动量守恒， A 项正确。(多选)如图所示 ，小车在光滑的水平面上向左运动 ，木块水平向右在小车上运动 ，且未滑出小车 ，下列说法正确的是 ( )A若小车的动量大于木块的动

4、量 B若小车的动量大于木块的动量 C若小车的动量小于木块的动量 D若小车的动量小于木块的动量 答案 AC，则木块先减速再加速后匀速 ，则小车先减速再加速后匀速 ，则木块先减速后匀速 ，则小车先减速后匀速解析 小车和木块组成的系统动量守恒。 若小车动量大于木块的动量， 则最 后相对静止时整体向左运动， 故木块先向右减速， 减至零再向左加速， 最后与小 车同速，小车先减速后匀速，选项 A 正确，选项 B 错误。同理分析可知选项 C 正确，选项 D 错误。6下列四幅图所反映的物理过程中 ， 系统动量守恒的是 ( )答案 A解析 A 中子弹和木块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

5、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。（多选）在光滑水平面上 A、B 两小车中间有一弹簧 ，如图所示 ，用手抓住小 车并将弹簧压缩后使小车处于静止状态 。将两小车及弹簧看成一个系统 ，下面说 法正确的是 （ ）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

6、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 正确；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 错误；先放开左手，系统在右手作用下，受向左的作用力，故有向 左的冲量，再放开右手后，系统的动量仍守恒，即此后的总动量向左，C 正确；其实，无论何时放开手， 只要是两手都放开就满足动量守恒的条件， 即系统的总 动量保持不变。若同时放开，那么放手后系统的总动量就等于放手前的总动量， 即为零；若两手先后放开， 那么两手都放开后的总

7、动量就与放开最后一只手前系 统所具有的总动量相等，即不为零， D 正确。8.一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块 A并留在 A中，木块A和木块 B 用一根弹性良好的轻弹簧连在一起 ，如图所示 。在子弹打击木块 A 及弹簧压缩 的整个过程中 ， 子弹、两木块及弹簧组成的系统 ( )A 动量守恒 ， 机械能守恒B动量不守恒 ，机械能守恒C动量守恒 ， 机械能不守恒D动量不守恒 ，机械能不守恒答案 C解析 子弹与 A 作用过程中摩擦生热，有机械能损失，故系统机械能不守 恒，但动量守恒。9质量为 M 的木块在光滑水平面上以速度 v1向右运动，质量为 m 的子弹 以速度 v2 水平向左射入木块 ，要使

8、木块停下来 ，必须使发射子弹的数目为 (子弹 留在木块中不穿出 )( ) TOC o 1-5 h z M m v2Mv1A. B.mv2M m v2Mv1mv1C. D.mv2Mv2答案 C解析 设发射子弹的数目为 n，选择 n颗子弹和木块 M 组成的系统为研究对 象。系统在水平方向所受的合外力为零，满足动量守恒的条件。设木块M 以 v1向右运动，连同 n 颗子弹在向左运动射入前为系统的初状态， 子弹射入木块后停 下来为末状态。选子弹运动的方向为正方向，由动量守恒定律有： nmv2Mv1 0得 nMv1，所以选项 C正确。mv210两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 ，

9、其中 一人向另一个人抛出一个篮球 ，另一人接球后再抛回 。如此反复进行几次后 ，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 乙答案 B解析 一人向另一人抛出篮球，另一人接球后再抛回的反复进行的过程中， 甲、乙、球三者组成的系统动量守恒， 系统初动量为零， 所以末状态球在谁手中， 他和球的动量大小与另一人动量大小相等， 方向相反， 若乙最后接球， 则 v 甲v 乙，故 B 正确。甲、乙最后速率关系与谁先抛球无关，故 A 、C、D 错误

10、 .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 ，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解析 系统所受外力合力为零， 系统动量守恒， 木箱和小木块间的相互作用 力使木箱减速，使木块向右加速，最终两个物体以相同的速度一起向右运动， B 正确。如图所示将一光滑的半圆槽置于光滑水平面上 ，槽的左侧有一固定在水平面 上

11、的物块 。今让一小球自左侧槽口 A 的正上方从静止开始落下 ，与圆弧槽相切 自 A 点进入槽内 ，则以下结论中正确的是 ()A小球在半圆槽内运动的全过程中 ，只有重力对它做功 B小球在半圆槽内运动的全过程中 ，小球与半圆槽在水平方向动量守恒 C小球自半圆槽的最低点 B 向 C 点运动的过程中 ，小球与半圆槽在水平方 向动量守恒D小球离开 C 点以后 ，将做竖直上抛运动答案 C解析 当小球在槽内由 A 运动到 B 的过程中，左侧物体对槽有作用力，小 球与槽组成的系统在水平方向上动量不守恒，故 B 错误。当小球由 B 运动到 C 的过程中，因小球对槽有斜向右下方的压力，槽做加速运动，动能增加，小球

12、机 械能减少，槽对小球的支持力对小球做了负功，故 A 错误。但小球从 B 到 C 的 过程中，系统水平方向合外力为零，系统水平方向动量守恒，故 C 正确。小球 离开 C 点以后，既有竖直向上的分速度，又有水平分速度，小球做斜上抛运动， 故 D 错误。(多选)如图所示 ，A、B两物体的质量之比 mAmB32，原来静止在平板 车 C 上，A、B 间有一根被压缩的轻弹簧 ，地面光滑 ，当弹簧突然释放后 ，则 ( )A若 A、B 与平板车上表面间的动摩擦因数相同 ，A、B 组成的系统动量守 恒B若 A、B 与平板车上表面间的动摩擦因数相同 ，A、B、 C 组成的系统动 量守恒C若 A、B 所受的摩擦力

13、大小相等 ，A、B 组成的系统动量守恒D若 A、B所受的摩擦力大小相等 ，A、B、C 组成的系统动量不守恒答案 BC解析 对 A、B、C 组成的系统来说，系统所受合力为零，所以不管 A、B 与平板车上表面动摩擦因数是否相同， A、B、C 组成的系统动量守恒；对 A、B 组成的系统来说， A、B 所受摩擦力属于系统外力，所以当 A、 B 所受摩擦力大 小相等，方向相反时， A、B 组成的系统动量守恒，因此， A、D 错误，B、C 正 确。 .v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，分别同时作用在 A、B上，经相同

14、时间后 ， 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运动方向不能确定答案 A解析 选取 A、B 两个物体组成的系统为研究对象，根据动量定理，整个运 动过程中，系统所受的合外力为零，所以动量改变量为零，初始时刻系统静止， 总动量为零，最后粘合体的动量也为零，即粘合体静止，所以 A 正确。15一个质量为 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 ，这以后小车的速 度为 ( )A3 m/sB2 m/sC2.7 m/s D 0答案 B解析 车、砂、球组成的系统在

15、水平方向上动量守恒： Mv(M m)v ，得Mv 23Mm21m/s 2 m/s，故 B 正确。 .如图所示 ，小车放在光滑的水平面上 ，将绳系小球拉开到一定角度 ，然后同 时放开小球和小车 ，那么在以后的过程中 ( )A小球向左摆动时 ， 小车也向左运动 ，且系统动量守恒B小球向左摆动时 ， 小车向右运动 ，且系统动量守恒C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D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 答案 D解析 小球在摆动过程中受到重力作用， 系统动量不守恒， 但在水平方向上 系统不受外力，满足动量守恒条件，故 D 正确， A 、B、C 错误。1

16、7如图所示 ，三块完全相同的木块 A、B、 C 固定在水平地面上 ，设速度为 v0的子弹穿过木块 A、B、C 时受到的阻力一样 ，子弹可视为质点 ，子弹射出木块 C 时速度变为 2 。则子弹穿过三木块的时间之比为 （ ） A111B. 3 21C（ 3 2） （ 21） （2 3）D（2 3）（ 3 2） （ 21）答案 D解析 应用动能定理求速度：1 2 1 v02 f 3l2mv02m2 1 2 1 2 f 2l2mv02mv2 fl 12mv20 12mv21 2 v023 v20 223 22 v1 v01 v0 v12应用动量定理求时间比：ft1mv0mv1ft2mv1mv2ft3m

17、v2v0m2v0 3v0由得，t1 v0 2v0 2 3t2 3 2 3 2 2 v0 2 v032由得，t2 2 v0 2 v0 3 2 由得，t3 2 1 212 v0 2v0t1t2t3（2 3）（ 3 2）（ 21），故 D 正确，A、B、C 错误 .，这两）mAvA（多选）如图所示，小车 C放在光滑地面上 ，A、B 两人站在车的两端 人同时开始相向行走 ，发现车向左运动 ，分析小车运动的原因可能是 （AA、B 质量相等 ，但 A 比 B 速率大BA、B质量相等 ，但 A比 B速率小CA、B速率相等，但 A比B的质量大DA、B 速率相等 ，但 A 比 B 的质量小答案 AC解析 两人及

18、车组成的系统动量守恒，以 A 运动方向为正方向，有 mBvBmCvC0，得 mAvAmBvB0，所以 A、C 正确。19.（多选）如图所示，木块 A静置于光滑的水平面上 ，其曲面部分 MN 光滑、水平部分 NP粗糙，现有一物体 B自 M点由静止下滑 ，设NP足够长，则以下叙述 正确的是 ( )AA、B 最终以同一不为零的速度运动BA、B 最终速度均为零CA 物体先做加速运动 ，后做减速运动DA 物体先做加速运动 ，后做匀速运动答案 BC解析 B物体滑下时，竖直方向由于受到重力作用，故 A、B 物体组成的系 统动量不守恒， 但系统在水平方向不受外力， 故系统在水平方向动量守恒， 因系 统初动量为

19、零， A、B 在任一时刻的水平方向动量之和也为零，因 NP 足够长， B 最终与 A速度相同，均为零， B 正确。 A物体由静止到运动，最终速度又为零， C 正确。20(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 ，

20、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 E3答案 BD解析 撤去外力 F 后， A 离开竖直墙前，墙对 A 有作用力， A、B 和弹簧组 成的系统动量不守恒，但只有弹簧弹力做功，机械能守恒，故A 错误， B 正确。1 撤去 F 后，当弹簧恢复原长时， B 的速度为 v0，有 E22mv20；A 离开竖直墙 后，当 A、B 速度相等时，弹簧的伸长量达到最大，弹性势能最大，由动量守恒11 定律得 2mv0（m 2m）v，由能量守恒定律得 Ep122mv0212（m 2m）v2，联立得 Ep 3 ，故 D 正确， C 错误。21如图所示 ，在光滑水平面上 ，

21、 有一质量为 M3 kg 的薄板和质量为 m 1 kg的物块 ，都以 v4 m/s 的初速度朝相反方向运动 ，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以上运动均有可能答案 A解析 薄板足够长，最终物块和薄板达到共同速度 v ，取薄板运动方向为31 4 正方向， 由动量守恒定律得 Mvmv（Mm）v，解得 vm/s2m/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 v12.4

22、 m/s 时，设物块的速度为 v2，由动量守恒定律得：Mv mv Mv1mv2，得 v2M m vMv1 2 4 3 2.4m/s0.8 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 正确、非选择题22.如图所示 ，一辆砂车的总质量为 M，静止于光滑的水平面上 。一个质量为 m 的物体 A 以速度 v 落入砂车中 ，v 与水平方向成 角，求物体 A 落入砂车后车的 速度 v。mvcos答案 Mm ，方向水平向右解析 由于物体 A 受到重力作用，物体 A 和车作用时总动量不守恒，而水 平面光滑，物体 A 和车组成的系统在水平方向上动量守恒，即 mvcos （M m）v ，得 v

23、 mMvcoms，方向水平向右。Mm23.如图所示 ， 一质量为 M 的硬木球放在水平桌面上的一个小孔上 ，在木球的 正下方用气枪瞄准球心射击 ，质量为 m 的子弹竖直向上击中木球时的速度为 v0， 击中后子弹没有穿出 ，则它们一起能上升多大的高度？答案2mv02 2gmM 2解析子弹射击木球的过程中， 子弹和木球间的相互作用力很大， 重力等外力可忽略不计， 子弹和木球组成的系统在竖直方向上可认为动量守恒。 随后，子 弹和木球一起向上做竖直上抛运动。由动量守恒定律得 mv0（m M）v解得竖直上抛的初速度为mv0vmM由竖直上抛运动公式：v22gh，解得 h2 mv0 2g mM2。24将两个

24、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 ，如图所示 。当乙车速度为零时 ， 甲车的速度是多大？方向是什么？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？方向是什么？答案 (1)1 m/s 水平向右0.5 m/s 水平向右解析 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。据水平方向动量守恒得： mv 甲mv 乙 mv 甲，代入数据解得 v 甲v 甲 v 乙 (32) m/s1 m

25、/s，方向水平向右。两车相距最小时，两车速度相同，设为 v，由动量守恒得： mv 甲mv 乙 (mm)v，mv甲 mv乙 v甲v乙 32解得 v 2m 2 2 m/s0.5 m/s，方向水平向右。25.在光滑水平地面上放有一质量为 M 带光滑弧形槽的小车 ，一个质量为 m 的 小铁块以速度 v0沿水平槽口滑上小车 ，如图所示 ，求：铁块能滑至弧形槽内的最大高度 H(设 m 不会从左端滑离 M)；铁块到最大高度时 ， 小车的速度大小；当铁块从右端脱离小车时 ，铁块和小车的速度分别是多少？答案Mv20mv02 Mm g (2)Mmm M2mM mv0 M mv0解析 (1)、(2)铁块滑至最高处时

26、， 铁块和小车有共同速度 v，水平方向由动 量守恒定律得：mv0(Mm)vmv0Mm由能量守恒定律得：mgH 12mv 2012( Mm)v2由计算得出： H2MMv0mg。v1，此时铁块速度为设铁块从小车右端滑离小车时，小车的速度最大为 v2，由动量守恒定律得：mv0Mv1mv21 1 1由能量守恒定律得： 2mv02 2Mv122mv22由计算得出：2mmMv1Mmv0，v2Mmv0。26一轻质弹簧水平放置 ，一端固定在 A 点，另一端与质量为 m的小物块 P 接触但不连接 。AB是水平轨道 ，质量也为 m的小物块 Q静止在 B点，B端与半 径为 l 的光滑半圆轨道 BCD相切，半圆的直径

27、 BD 竖直，如图所示。物块 P与 AB 间的动摩擦因数 0.5，初始时 PB 间距为 4l，弹簧处于压缩状态 。释放 P， P 开始运动 ，脱离弹簧后在 B 点与 Q 碰撞后粘在一起沿轨道运动 ，恰能经过最 高点 D，已知重力加速度 g，求：(1)粘合体在 B 点的速度；初始时弹簧的弹性势能 。答案 (1) 5gl (2)12mgl解析 (1)粘合体恰好能够到达 D 点时，由重力提供向心力，由牛顿第二定 v2D律有： 2mg 2m l可得： vD gl从 B 到 D ，由机械能守恒定律得：1 2 1 22mg2l22mv2D22mv2B得： vB 5gl 。(2)P 与 Q 碰撞的过程时间短，水平方向的动量守恒，选取向右为正方向， 设碰撞前 P 的速度为 v，