新教材高中物理第一章动量守恒定律第3节动量守恒定律作业含解析新人教版选择性必修第一册

PAGEPAGE7第3节动量守恒定律1.（多选）某一物体从高h处自由下落，与地面碰撞后又弹起高h'A.在物体下落过程中，系统动量不守恒B.在物体与地面碰撞过程中系统动量守恒C.在物体上升过程中系统动量守恒D.上述全过程中系统动量都守恒答案：1.B;C;D解析：将地球和物体作为一个系统，物体与地球间的力为系统内力。2.如图所示，甲木块的质量为m1，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mA.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答案：2.C解析：两木块在光滑水平地面上相碰，且中间有弹簧，则碰撞过程中系统动量守恒，机械能也守恒，故A、B错误，C正确；甲、乙两木块碰撞前、后动能总量不变，但碰撞过程中弹性势能发生变化，故动能不守恒，D错误。3.如图所示，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.无法确定答案：3.A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(Δpx=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)v4.（2021江苏南通高二检测）两个球沿直线相向运动，碰撞后两球都静止。则可以推断()A.碰撞前两个球的动量一定相同B.两个球的质量一定相等C.碰撞前两个球的速度大小一定相等D.碰撞前两个球的动量大小相等、方向相反答案：4.D解析：两球碰撞过程动量守恒，由于碰撞后两球都静止，总动量为零，故碰撞前两个球的动量大小相等、方向相反，A错误，D正确；两球的质量是否相等不确定，故碰撞前两个球的速度是否相等也不确定，B、C错误。5.（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200km/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350km/h的速度在平直铁轨上匀速行驶时，受到的阻力大小约为106N，如果撞击一块质量为0.5kg的障碍物，会产生大约5000N的冲击力，撞击时间约为A.列车受到合外力的冲量约为50N⋅sB.列车受到合外力的冲量约为10C.障碍物受到合外力的冲量约为175N⋅sD.列车和障碍物组成的系统动量近似守恒答案：5.A;D解析：列车对障碍物的冲击力的冲量为I=F⋅Δt=5000×0.01N⋅s=50N⋅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50N⋅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正确。6.两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。如此反复进行几次，甲和乙最后的速率关系是()A.若甲最先抛球，则一定是vB.若乙最后接球，则一定是vC.只有甲先抛球，乙最后接球，才有vD.无论怎样抛球和接球，都是v答案：6.B解析：根据动量守恒定律，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，谁的质量就大，谁的速度就小，B正确。7.（2021山西晋中高二期末）如图所示，甲、乙两同学各乘一辆小车在光滑的水平面上匀速相向行驶做抛球游戏。两辆小车速度大小均为v0=4m/s。已知甲车上有质量m=1kg的小球若干个，甲和他的车及所带小球的总质量M1=50kg，乙和他的车总质量A.两车的共同速度大小为2m/s，甲总共抛出5个小球B.两车的共同速度大小为2m/s，甲总共抛出10个小球C.两车的共同速度大小为1m/s，甲总共抛出10个小球D.两车的共同速度大小为1m/s，甲总共抛出5个小球答案：7.C解析：以甲、乙两同学及两车组成的系统为研究对象，以水平向右为正方向，沿甲车的运动方向系统总动量守恒，甲不断抛球，乙接球，当甲和小车与乙和小车具有共同速度时，可保证刚好不相撞，设共同速度为v，则M1v0-M2v0=(M18.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3m/s，乙车速度大小为2m/s，方向相反并在同一直线上，如图所示。（1）当乙车速度为零时（即乙车开始反向运动时），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？答案：8.（1）1m/s方向向右（2）0.5m/s方向向右解析：两个小车及磁铁组成的系统在水平方向不受外力作用，系统水平方向动量守恒。设向右为正方向（1）由动量守恒定律知m代入数据解得v方向向右（2）两车相距最小时，两车速度相同设为v'，由动量守恒定律知解得v'素养提升练9.（多选）（2021浙江宁波高二检测）如图所示，一个质量为M的木箱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。现使木箱获得一个向右的初速度v0A.小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动B.小木块和木箱最终速度大小为MC.小木块与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：9.A;B解析：木箱与小木块组成的系统水平方向不受外力，故系统水平方向动量守恒，最终二者以相同的速度一起向右运动，取v0方向为正方向，由动量守恒定律得Mv0=(m+M)v，解得v=M10.（2021河北衡水高二期中）如图所示，一枚手榴弹开始时在空中竖直向下落，到某位置时爆炸成a、b两块同时落地，其中a落地时飞行的水平距离OA大于b落地时飞行的水平距离OB，下列说法正确的是()A.爆炸瞬间a、b两块的速度大小相等B.爆炸瞬间a、b两块的速度变化量大小相等C.a、b两块落地时的速度大小相等D.爆炸瞬间a、b两块的动量变化量大小相等答案：10.D解析：由题意知爆炸后a、b的竖直分速度大小相等，由a的水平位移大小大于b的水平位移大小，可知a获得的水平分速度大小大于b获得的水平分速度大小，所以A、B、C均错误；水平方向动量守恒，所以a、b的动量变化量大小相等，D正确。11.（多选）（2021吉林白城洮南第一中学月考）如图所示，三辆完全相同的平板小车a、b、c成一直线排列，静止在光滑水平面上。c车上有一小孩跳到b车上，接着又立即从b车跳到a车上。小孩跳离c车和b车时对地的水平速度相同。他跳到a车上相对a车保持静止，此后()A.a、b两车运动速率相等B.a、c两车运动速率相等C.三辆车的速率关系vD.a、c两车运动方向相反答案：11.C;D解析：设小孩跳离b、c车时速度为v，向右为正方向，由动量守恒定律有0=-M车vc+m小孩v,m小孩v=-M车12.如图所示，在光滑水平面上有两个木块A、B，木块B左端放置小物块C并保持静止，已知mA=mB=0.2kg，mC=0.1kg，现木块A以初速度v=2m/s沿水平方向向右滑动，木块A与B（1）求木块A与B相碰瞬间木块A及小物块C的速度大小；（2）若木块A足够长，求小物块C的最终速度。答案：12.（1）1m/s0（2）23解析：（1）木块A与B相碰瞬间C的速度为0，A、B木块的速度相同，由动量守恒定律得mAv=(（2）C滑上A后，摩擦力使C加速，使A减速，直至A、C具有共同速度，以A、C整体为系统，由动量守恒定律得mAvA创新拓展练13.（多选）如图所示，滑块和小球的质量分别为M、m，滑块可在水平放置的光滑固定导轨上自由滑动，小球与滑块上的悬点O由一不可伸长的轻绳相连，轻绳长为l。开始时，轻绳处于水平拉直状态，小球和滑块均静止。现将小球由静止释放，当小球到达最低点时，下列说法正确的是()A.滑块和小球组成的系统动量守恒B.滑块和小球组成的系统水平方向动量守恒C.滑块的最大速率为2D.滑块的最大速率为m答案：13.B;C解析：球下落过程中滑块和小球组成的系统所受合外力不为零，因此系统动量不守恒，A错误；绳子上的拉力属于内力，滑块和小球组成的系统在水平方向不受外力作用，因此系统水平方向动量守恒，B正确；当小球落到最低点时，只有水平方向的速度，此时小球和滑块的速度均达到