新教材2024-2025学年高中物理第1章动量与动量守恒定律分层作业4动量守恒定律教科版选择性必修第一册

第一章分层作业4动量守恒定律A级必备学问基础练1.(多选)中国空间站核心舱上的机械臂是我国目前智能程度最高、难度最大、系统最困难的空间智能制造系统。机械臂工作时最长可达18m,共有7处关节,是对人类手臂的最真实还原。机械臂最大载重25t,可载移货物、试验舱,协助航天员出舱活动。下列说法正确的是()A.机械臂对载移物的作用力大小与载移的方向有关B.机械臂对载移物的作用力大小与载移的远近距离有关C.完成同样的载移任务,机械臂对载移物的作用力大小与动作快慢无关D.完成同样的载移动作,机械臂对载移物的作用力大小与载移物质量有关2.关于动量守恒定律,下列说法错误的是()A.系统不受外力时,动量肯定守恒B.动量守恒定律也适用于高速运动的物体和微观粒子C.一个系统的动量守恒,则机械能也守恒D.两物体组成的系统所受合外力为零,则两物体动量的变更量大小肯定相等3.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肯定的质量。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,而木箱始终向右运动D.假如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4.滑雪运动是人们酷爱的户外体育活动,现有质量为m的人站在雪橇上,如图所示。人与雪橇的总质量为M,人与雪橇以速度v1在水平雪面上由北向南运动(雪橇所受阻力不计)。当人相对于雪橇以速度v2竖直跳起时,雪橇向南的速度大小为()A.Mv1-C.Mv1+M5.在光滑水平面上有一辆平板车,一人手握大锤站在车上。起先时人、锤和平板车均静止且这三者的质量分别为m1、m2、m3。人将大锤水平向左抛出后,人和平板车的速度大小为v,则拋出瞬间大锤的动量大小为()A.m1v B.m2vC.(m1+m3)v D.(m2+m3)v6.车厢原来静止在光滑的水平轨道上,车厢内后面的人对车厢前壁放射一颗子弹,子弹陷入车厢的前壁内。设子弹的质量为m,射出时速度为v,车厢和人的质量为M,最终车厢的速度为()A.mvM,向前 B.mvMC.mvm+M,向前B级关键实力提升练7.一个礼花弹竖直上升到最高点时刚好炸裂成三块碎片,假如这三块碎片的质量和动量大小均相等,则在礼花弹炸裂后的瞬间这三块碎片的运动方向可能是()8.(2024湖北武汉高二期末)2024年10月1日,中国女篮在女篮世界杯决赛中获得亚军,追平了在本项赛事中的历史最好成果。如图所示,水平地面上,某运动员手拿篮球站在滑板车上向一堵竖直的墙(向右)滑行,为了避开与墙相撞,在接近墙时,运动员将篮球水平向右抛出,篮球反弹后运动员又接住篮球,速度恰好减为0。不计地面的摩擦和空气阻力,忽视篮球在竖直方向的运动,篮球与墙的碰撞过程不损失能量。运动员和滑板车的总质量为M,篮球的质量为m。抛球前,运动员、滑板车和篮球的速度为v0,则()A.整个过程中运动员、滑板车及篮球的总动量守恒B.运动员抛球与接球时对篮球的冲量相同C.墙对篮球的冲量大小为12(M+m)vD.篮球被墙反弹后的速度大小为M+m9.在光滑水平地面上放置一辆小车,车上放置有木盆。当小车与木盆以共同的速度v向右运动时,有雨滴以微小的速度竖直落入木盆中而不溅出,如图所示。在雨滴落入木盆的过程中,小车速度将()A.保持不变 B.变大C.变小 D.不能确定10.质量m1=0.3kg的小车静止在光滑的水平面上,车长L=1.5m,现有质量m2=0.2kg、可视为质点的物块,以水平向右的速度v0=2m/s从左端滑上小车,如图所示,最终在车上某处与小车保持相对静止,物块与车面间的动摩擦因数μ=0.5,g取10m/s2,试求:(1)物块与小车的共同速度大小v;(2)物块在车上滑行的时间t;(3)从起先到共速,小车运动的位移大小x。答案：1.CD解析在太空中的物体处于失重状态,由动量守恒定律可知,机械臂对载移物的作用力大小与载移的方向、距离的远近和动作快慢无关,与载移物质量有关。故选C、D。2.C解析系统不受外力时,系统动量保持不变,系统动量守恒,故A正确;动量守恒定律既适用于低速宏观物体,也适用于高速微观物体,故B正确;系统所受合外力为零系统动量守恒,只有重力或只有弹力做功系统机械能守恒,系统动量守恒,机械能不肯定守恒,故C错误;两物体组成的系统所受合外力为零,则系统动量守恒,两物体动量的变更量大小相等,方向相反,故D正确。本题选错误的,故选C。3.B解析初状态木箱具有向右的动量,并且木箱和小木块相互作用的过程中总动量守恒,故末状态系统总动量向右,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,二者一起向右运动,选项B正确,选项A、C、D错误。4.D解析雪橇所受阻力不计,人起跳后,人和雪橇组成的系统水平方向不受外力,系统水平方向动量守恒,起跳后人和雪橇的水平速度相同,设水平速度为v。取向南为正方向,水平方向由动量守恒定律得Mv1=Mv,得v=v1,方向向南,故A、B、C错误,D正确。5.C解析以人、锤和平板车组成的系统为探讨对象,取水平向右为正方向,人将大锤水平向左抛出的过程,系统的动量守恒,由动量守恒定律可得(m1+m3)v-p=0,则拋出瞬间大锤的动量大小为p=(m1+m3)v,故C正确。6.D解析以车、人、枪和子弹为系统探讨,整个系统在水平方向上不受外力的作用,动量守恒,已知放射子弹前总动量为零,所以子弹陷入车厢后的总动量也为零,不必考虑中间过程,最终系统还是静止的,则车厢的速度为0,选项D正确。7.C解析由于三块碎片的质量和动量大小均相等,若是选项A、B、D中情境,分别后动量的矢量和不行能为零,则不满意系统的动量守恒。若是选项C中的情境,分别后的动量矢量和可能为零,则系统动量守恒。故选C。8.D解析由于墙对篮球有向左的冲量,整个过程中运动员、滑板车及篮球的总动量不守恒,A错误;设抛出时篮球对地的速度为v,运动员抛球时对篮球的冲量为I1=m(v-v0),方向向右,接球时对篮球的冲量为I2=mv,方向向右,所以运动员抛球与接球时对篮球的冲量方向相同、大小不同,B错误;设运动员抛球后速度变为v1,以向右为正方向,抛球过程,由动量守恒定律有(M+m)v0=Mv1+mv,接球过程有Mv1-mv=0,可得v=M+m2mv0,由动量定理可知篮球撞墙过程有I=mv-(-mv)=2mv=(M+m)v09.C解析雨滴落入木盆的过程中,小车、木盆、雨滴组成的系统水平方向满意动量守恒,设小车、木盆的总质量为M,雨滴的质量为m,取向右为正方向,由动量守恒定律有Mv=(M+m)v共,解得v共=MvM+m<v,在雨滴落入木盆的过程中,10.答案(1)0.8m/s(2)0.24s(3)0.096m解析(1)物块在