新教材2024-2025学年高中物理第1章动量守恒定律3动量守恒定律分层作业新人教版选择性必修第一册

第一章分层作业3动量守恒定律A级必备学问基础练1.(2024湖南雅礼中学高二期中)如图所示,A、B两物体质量之比mA∶mB=1∶2,静止在平板小车C上,A、B间有一根被压缩的弹簧,地面光滑,当弹簧突然释放后,下列说法正确的是()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不同,A、B、C组成的系统动量不守恒C.若A、B所受的摩擦力大小不相等,A、B、C组成的系统动量不守恒D.无论A、B所受的摩擦力大小是否相等,A、B、C组成的系统动量守恒2.(多选)在光滑的水平面上,一个质量为2kg的物体A与另一物体B发生弹性碰撞,碰撞时间不计,两物体的位置随时间改变规律如图所示,以物体A碰前速度方向为正方向,则()A.碰撞后物体A的动量为6kg·m/sB.碰撞后物体A的动量为2kg·m/sC.物体B的质量为2kgD.碰撞过程中外力的矢量和对物体B的冲量为6N·s3.如图所示,质量为m的人立于平板车上,人与车的总质量为m0,人与车以速度v1在光滑水平面上向右匀速运动,当此人相对于车以速度v2竖直跳起时,车的速度变为()A.m0v1C.m0v1+4.(2024山西大同高二月考)如图所示,质量为m0的导弹运动到空中最高点时速度为v0,突然炸成两块,质量为m的一块以速度v沿v0的方向飞去,则另一块()A.肯定沿v0的方向飞去B.肯定沿v0的反方向飞去C.可能做自由落体运动D.以上说法都不对5.质量相等的三个小球a、b、c,在光滑的水平面上以相同的速度v0运动,它们分别与原来静止的A、B、C三球发生碰撞,如图甲、乙、丙所示,碰撞后a接着沿原方向运动,b静止,c沿反方向弹回,则碰撞后A、B、C三球中动量数值最大的是()A.A球 B.B球C.C球 D.不能确定6.质量为1000kg的轿车与质量为4000kg的货车迎面相撞,碰撞后两车绞在一起,并沿货车行驶方向运动一段路程后停止(如图所示)。从事故现场测出,两车相撞前,货车的行驶速度为54km/h,撞后两车的共同速度为18km/h。该段马路对轿车的限速为100km/h,试推断轿车是否超速行驶。B级关键实力提升练7.如图所示,一辆装有沙子且与沙子质量之和为m1的小车以速度v1在光滑水平面上运动,一质量为m、速度为v2的小球沿与水平方向夹角为θ的方向落到车上并陷入车里的沙中,此时小车的速度为()A.mv2C.mv28.(多选)如图所示,小车放在光滑地面上,小车与人的接触面粗糙。A、B两人站在车的两端,这两人同时起先相向行走,发觉车向左运动,小车运动的缘由可能是 ()A.A、B质量相等,但A比B的速率大B.A、B质量相等,但A比B的速率小C.A、B速率相等,但A比B的质量大D.A、B速率相等,但A比B的质量小9.(多选)如图所示,质量分别为m1=1.0kg和m2=2.0kg的弹性小球a、b,用轻绳紧紧地把它们捆在一起,使它们发生微小的形变。该系统以速度v0=0.10m/s沿光滑水平面对右做直线运动。某时刻轻绳突然自动断开,断开后两球仍沿原直线运动。经过时间t=5.0s后,测得两球相距s=4.5m,则下列说法正确的是()A.刚分别时,a球的速度大小为0.7m/sB.刚分别时,b球的速度大小为0.2m/sC.刚分别时,a、b两球的速度方向相同D.两球分开过程中释放的弹性势能为0.27J10.如图所示,假设烟花上升到距地面高度为h的最高点时,炸裂成甲、乙、丙三个质量均为m的碎块(可视为质点),其中甲的初速度大小为v0,方向竖直向上,乙、丙的初速度大小相等且夹角为120°,爆炸产生的热量为Q,重力加速度大小为g,空气阻力忽视不计。下列说法正确的是()A.爆炸刚结束时,乙、丙的合动量大小为2mv0B.三个碎块到达地面时的动能不相等C.甲在落地的过程中,重力对甲的冲量大小为m(v0+v0D.爆炸过程中释放的总能量为311.(2024山东东营高二月考)如图所示,甲车的质量m甲=2kg,静止在光滑水平面上,上表面光滑,右端放一个质量为m=1kg的小物体,乙车质量为m乙=4kg,以v乙=5m/s的速度向左运动与甲车碰撞,甲车获得v甲'=8m/s的速度(小物体由于没有参加碰撞,碰撞瞬间速度不变),碰撞后小物体滑到乙车上,若乙车足够长,上表面与小物体间的动摩擦因数为0.2,g取10m/s2,求:(1)甲、乙碰撞刚结束时乙车的速度;(2)小物体与乙车速度相同时的速度;(3)小物体在乙车上表面相对乙车滑行的时间。参考答案动量守恒定律1.DA、B发生滑动时,有Ff=μmg,由于A的质量小于B的质量,则FfA<FfB,A、B组成的系统合外力不为零,动量不守恒,A错误;地面光滑,A、B、C之间的力为内力,则A、B、C组成的系统所受合外力为零,动量守恒,与内力无关,B、C错误,D正确。2.BD由题图可知,碰撞前物体A的速度为v0=164m/s=4m/s,撞后物体A、B共同的速度为v=24-1612-4m/s=1m/s,则碰撞后物体A的动量为pA=mAv=2kg×1m/s=2kg·m/s,故A错误,B正确;物体A、B碰撞过程中,由动量守恒定律可得mAv0=(mA+mB)v,解得mB=6kg,故C错误;对物体B,由动量定理可得IB=mB3.D人和车在水平方向上动量守恒,当人竖直跳起时,人和车之间在竖直方向上有相互作用,在水平方向上合力为零,动量仍旧守恒,水平方向的速度不发生改变,所以车的速度仍为v1,方向向右,故选D。4.C依据水平方向动量守恒有m0v0=mv+(m0-m)v',解得v'=m0v0-mvm0-m,5.C在三个小球发生碰撞的过程中,系统动量是守恒的,依据动量守恒关系式mv0=mv+m1v',整理可得m1v'=mv0-mv,取v0的方向为正方向,可得出C球的动量数值是最大的,C正确。6.答案轿车超速行驶解析碰撞中两车间的相互作用力很大,可忽视两车受到的其他作用力,近似认为两车在碰撞过程中动量守恒。设轿车质量为m1,货车质量为m2;碰撞前轿车速度为v1,货车速度为v2;碰撞后两车的共同速度为v'。选轿车碰撞前的速度方向为正方向。碰撞前系统的总动量为m1v1+m2v2,碰撞后系统的总动量为(m1+m2)v',由动量守恒定律得:m1v1+m2v2=(m1+m2)v',v1=(m1+m2)v故轿车在碰撞前超速行驶。7.B小车(包含沙子)与小球组成的系统在水平方向所受外力的矢量和为0,水平方向动量守恒,以向右为正方向,在水平方向,由动量守恒定律得m1v1+mv2cosθ=(m+m1)v,解得v=mv8.ACA、B两人与车组成的系统动量守恒,起先时系统动量为零,两人相向运动时,车向左运动,车的动量向左,由动量守恒定律可知,A、B两人的动量之和向右,则A的动量大于B的动量,假如A、B的质量相等,则A的速率大于B的速率,故A正确,B错误;假如A、B速率相等,则A的质量大于B的质量,故C正确,D错误。9.ABD系统的总动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得(m1+m2)v0=m1v1+m2v2,两球相距s=v1t-v2t,代入数据解得v1=0.7m/s,v2=-0.2m/s,负号表示速度方向与正方向相反,故A、B正确,C错误;由能量守恒定律得12(m1+m2)v02+Ep=12m1v12+12m10.C依据动量守恒可知,爆炸刚结束时,乙、丙的合动量应与甲的动量等大反向,即大小为mv0,故A错误;三个碎块的质量相等,且乙、丙的初速度大小相等且夹角为120°,依据平行四边形定则可知,乙、丙的动量大小与乙、丙的合动量大小相等,因此三个碎块初速度大小均相等,初动能相等,三个碎块到达地面时重力做功相等,则末动能相等,故B错误;甲在落地的过程中,设用时为t,则有h=-v0t+12gt2,重力对甲的冲量大小为I=mgt=m(v0+v0211.答案(1)1m/s(2)0