新教材同步系列2024春高中物理课时分层作业2动量守恒定律的应用粤教版选择性必修第一册

课时分层作业(二)动量守恒定律的应用考点一动量守恒的判断1．下列几种现象中，所选系统动量守恒的有()A．原来静止在光滑水平面上的车，从水平方向跳上一个人，人和车组成的系统B．运动员将铅球从肩窝开始加速推出，以运动员和铅球组成的系统C．从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢中，以重物和车厢组成的系统D．光滑水平面上放一斜面，斜面也光滑，一个物体沿斜面滑下，以重物和斜面组成的系统2．(2022·广东佛山市第十中学高三阶段练习)我国女子短道速滑队在世锦赛上实现女子3000m接力三连冠．如图所示，观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出，在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则()A．甲对乙的冲量一定与乙对甲的冲量相同B．相互作用的过程中甲与乙组成的系统满足动量守恒定律C．相互作用的过程中甲与乙组成的系统满足机械能守恒定律D．甲、乙的动量变化量相同考点二动量守恒定律的理解及应用3．如图所示，用细线挂一质量为M的木块，有一质量为m的子弹自左向右水平射穿此木块，穿透前后子弹的速度分别为v0和v(设子弹穿过木块的时间和空气阻力不计)，木块的速度大小为()A．mv0+mvMB．mv0-mv4．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，圆槽的速度为()A．0B．向左C．向右D．无法确定5．(2022·广东珠海市第四中学高二阶段练习)如图所示，一个质量为M的木箱静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的水平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v0，则(A．小木块和木箱最终都将静止B．小木块和木箱最终速度为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6．如图所示，两个带正电的等大的小球在绝缘光滑水平面上从相距很远处沿着同一条直线相向运动，已知它们的质量m1＝m2＝m，m1和m2的初速度大小分别为v1和v2，当它们相距最近时(没有接触)，这两个球组成的系统的电势能为()A．1C．17．(多选)如图所示，A、B两物体的质量关系为mA>mB，A、B之间用一段细绳相连并有一被压缩的弹簧，放在平板小车C上后，A、B、C均处于静止状态。若地面光滑，则在细绳被剪断后，A、B从C上滑离之前，A、B在C上向相反方向滑动过程中()A．若A、B与C之间的摩擦力大小相同，则A、B组成的系统动量守恒，A、B、C组成的系统动量也守恒B．若A、B与C之间的摩擦力大小不相同，则A、B组成的系统动量不守恒，A、B、C组成的系统动量也不守恒C．若A、B与C之间的摩擦力大小不相同，则A、B组成的系统动量不守恒，但A、B、C组成的系统动量守恒D．以上说法均不对考点三反冲运动8．“爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏”，爆竹声响是辞旧迎新的标志，是喜庆心情的流露．有一个质量为3m的爆竹斜向上抛出，到达最高点时速度大小为v0、方向水平向东，在最高点爆炸成质量不等的两块，其中一块质量为2m，速度大小为v，方向水平向东，则另一块的速度是()A．3v0－vB．2v0－3vC．3v0－2vD．2v0＋v9．如图所示，光滑的水平地面上一辆静止的车上有一个人．在人从左向右行走的过程中，下列说法正确的是()A．人和车组成的系统动量不守恒B．人和车组成的系统机械能守恒C．人行车行，人停车停D．人和车的速度方向相同10．一弹丸在飞行到距离地面5m高时仅有水平速度v＝2m/s，爆炸成为甲、乙两块水平飞出，甲、乙的质量比为3∶1．不计质量损失，取重力加速度g＝10m/s2，则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是()ABCD11．(多选)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vc>va>vbD．a、c两车运动方向相反12．如图所示，在光滑水平面上有两个并排静止放置的木块A、B，已知mA＝0.5kg，mB＝0.3kg．现有质量m0＝0.08kg的小物块C以初速度v0＝25m/s在A表面沿水平方向向右滑动，由于C与A、B间均有摩擦，C最终停在B上，B、C最后的共同速度v＝2.5m/s．求：(1)木块A的最终速度的大小；(2)小物块C滑离木块A的瞬时速度的大小．13．一质量为0.3kg的烟花弹获得动能E后，从地面竖直升空．当烟花弹上升到离地20m高处时速度为零，此时弹中火药爆炸将烟花弹炸为大、小两块，大、小两块烟花弹分别获得水平向左、水平向右的速度，大块质量为小块质量的2倍，大、小两块烟花弹获得的动能之和也为E，爆炸时间极短，重力加速度g取10m/s2，2＝1.4，不计空气阻力和火药的质量，释放烟花弹位置的水平面足够大．求：(1)开始时烟花弹获得的动能E；(2)落地后大、小两块烟花弹之间的距离．课时分层作业(二)动量守恒定律的应用1234567891011ABBABCACCCBCDA组基础巩固练1．A[原来静止在光滑水平面上的车，从水平方向跳上一个人，人和车为系统，所受合外力为零，系统动量守恒，即A正确；其他三项，系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，即B、C、D错误．]2．B[根据牛顿第三定律可知在乙推甲的过程中，甲对乙的作用力大小等于乙对甲的作用力大小，作用时间相等，根据I＝Ft可知甲对乙的冲量一定与乙对甲的冲量等大反向，故A错误；在乙推甲的过程中，乙要消耗体内的化学能，化学能转化为机械能，可知相互作用的过程中甲与乙组成的系统机械能变大，故C错误；在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，相互作用的过程中甲与乙组成的系统满足动量守恒定律，甲、乙的动量变化量一定大小相等方向相反，故B正确，D错误．]3．B[根据动量守恒定律得mv0＝mv＋Mv′，得v′＝mv0-4．A[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)v′，所以v′＝0，正确选项为A.]5．B[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，最终两者以相同的速度一起向右运动，取v0的方向为正方向，由动量守恒定律有Mv0＝(M＋m)v，解得v＝Mv0M+m6．C[相距最近时，两个小球速度相等，根据动量守恒定律可知m(v1－v2)＝2mv，再根据能量守恒可知减少的动能转化为小球的电势能，即ΔEp＝12mv12+12mv22－12·2mv2＝14m7．AC[当A、B两物体组成一个系统时，弹簧的弹力为内力，而A、B与C之间的摩擦力为外力。当A、B与C之间的摩擦力等大、反向时，A、B组成的系统所受合外力为零，则A、B组成的系统动量守恒。当A、B与C之间的摩擦力大小不相等时，A、B组成的系统所受合外力不为零，则A、B组成的系统动量不守恒。而对于A、B、C组成的系统，由于弹簧的弹力及A、B与C之间的摩擦力均为内力，故不论A、B与C之间的摩擦力的大小是否相等，A、B、C组成的系统所受合外力均为零，故A、B、C组成的系统动量守恒，故A、C正确，B、D错误。]8．C[在最高点水平方向动量守恒，由动量守恒定律可知3mv0＝2mv＋mv′，可得另一块的速度为v′＝3v0－2v，故C正确．]9．C[人和车组成的系统所受外力的合力为0，动量守恒，A错误；人和车组成的系统，初状态动能为零，一旦运动，动能不为零，而在运动的过程中车与人的高度都不变，所以车与人组成的系统的重力势能不变，故人和车组成的系统机械能不守恒，B错误；人和车组成的系统在水平方向上动量守恒，总动量为零，可知人和车的速度方向相反，当人的速度为零时，车的速度也为零，C正确，D错误．]B组能力提升练10．B[由h＝12gt2可知，爆炸后甲、乙做平抛运动的时间t＝1s，爆炸过程中，爆炸产生的力对沿原方向运动的一块的冲量沿运动方向，故这一块的速度必然增大，即v>2m/s，因此水平位移大于2m，故C、D错误；甲、乙两块在爆炸前后，水平方向不受外力，故水平方向动量守恒，即甲、乙两块的动量改变量大小相等，两块质量比为3∶1，所以速度变化量之比为1∶3，由平抛运动水平方向上x＝v0t，所以A图中，v乙＝－0.5m/s，v甲＝2.5m/s，Δv乙＝2.5m/s，Δv甲＝0.5m/s，故A错误；B图中，v乙＝0.5m/s，v甲＝2.5m/s，Δv乙＝1.5m/s，Δv甲＝0.5m/s，故B正确．11．CD[若人跳离b、c车时速度为v，由动量守恒定律知，人和c车组成的系统0＝－M车vc＋m人v对人和b车m人v＝－M车vb＋m人v对人和a车m人v＝(M车＋m人)·va所以vc＝m人vM车，vb＝0，即vc>va>vb，并且vc与va方向相反．故C、D正确．]12．解析：(1)取向右为正方向，设木块A的最终速度为v1，由动量守恒定律，对A、B、C有m0v0＝mAv1＋(mB＋m0)·v解得v1＝2.1m/s.(2)设C滑离A时的速度为v2，当C滑离A后，由动量守恒定律，对B