高中物理 第16章 動(dòng)量守恒定律 16.3 動(dòng)量守恒定律課時(shí)作業(yè) 新人教版選修3-5

1、16.3動(dòng)量守恒定律1(對(duì)動(dòng)量守恒條件的理解)下列情形中，滿(mǎn)足動(dòng)量守恒條件的是()A用鐵錘打擊放在鐵砧上的鐵塊，打擊過(guò)程中，鐵錘和鐵塊的總動(dòng)量B子彈水平穿過(guò)放在光滑桌面上的木塊的過(guò)程中，子彈和木塊的總動(dòng)量C子彈水平穿過(guò)墻壁的過(guò)程中，子彈和墻壁的總動(dòng)量D棒擊壘球的過(guò)程中，棒和壘球的總動(dòng)量答案B解析A中豎直方向合力不為零；C中墻壁受地面的作用力；D中棒受人手的作用力，故合外力不為零，不符合動(dòng)量守恒的條件2(動(dòng)量守恒條件的理解) (多選)如圖4所示，在水平光滑地面上有A、B兩個(gè)木塊，A、B之間用一輕彈簧連接A靠在墻壁上，用力F向左推B使兩木塊之間的彈簧壓縮并處于靜止?fàn)顟B(tài)若突然撤去力F，則下列說(shuō)法中正

2、確的是()圖4A木塊A離開(kāi)墻壁前，A、B和彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，機(jī)械能也守恒B木塊A離開(kāi)墻壁前，A、B和彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，但機(jī)械能守恒C木塊A離開(kāi)墻壁后，A、B和彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，機(jī)械能也守恒D木塊A離開(kāi)墻壁后，A、B和彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，但機(jī)械能守恒答案BC解析若突然撤去力F，木塊A離開(kāi)墻壁前，墻壁對(duì)木塊A有作用力，所以A、B和彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，但由于A沒(méi)有離開(kāi)墻壁，墻壁對(duì)木塊A不做功，所以A、B和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；木塊A離開(kāi)墻壁后，A、B和彈簧組成的系統(tǒng)所受合外力為零，所以系統(tǒng)動(dòng)量守恒且機(jī)械能守恒，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤3(動(dòng)量

3、守恒定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用)解放軍魚(yú)雷快艇在南海海域附近執(zhí)行任務(wù)，假設(shè)魚(yú)雷快艇的總質(zhì)量為M，以速度v前進(jìn)，現(xiàn)沿快艇前進(jìn)方向發(fā)射一顆質(zhì)量為m的魚(yú)雷后，快艇速度減為原來(lái)的，不計(jì)水的阻力，則魚(yú)雷的發(fā)射速度為()A. v B. vC. v D. v答案A解析設(shè)快艇的速度方向?yàn)檎较?；根?jù)動(dòng)量守恒定律有：Mv(Mm)vmv.解得v v.4(動(dòng)量守恒定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用)如圖5所示，進(jìn)行太空行走的宇航員A和B的質(zhì)量分別為80 kg和100 kg，他們攜手遠(yuǎn)離空間站，相對(duì)空間站的速度為0.1 m/s.A將B向空間站方向輕推后，A的速度變?yōu)?.2 m/s，求此時(shí)B的速度大小和方向圖5答案0.02 m/s遠(yuǎn)離空間站方向解析以

4、空間站為參考系，選遠(yuǎn)離空間站，即v0方向?yàn)檎较驌?jù)動(dòng)量守恒定律得(mAmB)v0mAvAmBvB，代入數(shù)據(jù)解得vB 0.02 m/s，遠(yuǎn)離空間站方向題組一對(duì)動(dòng)量守恒條件的理解1汽車(chē)?yán)宪?chē)在平直公路上勻速行駛，突然拖車(chē)與汽車(chē)脫鉤，而汽車(chē)的牽引力不變，各自受的阻力不變，則脫鉤后，在拖車(chē)停止運(yùn)動(dòng)前()A汽車(chē)和拖車(chē)的總動(dòng)量保持不變B汽車(chē)和拖車(chē)的總動(dòng)能保持不變C汽車(chē)和拖車(chē)的總動(dòng)量增加D汽車(chē)和拖車(chē)的總動(dòng)能減小答案A解析汽車(chē)和拖車(chē)原來(lái)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，合外力為零，拖車(chē)與汽車(chē)脫鉤后，汽車(chē)的牽引力不變，各自受的阻力也沒(méi)有發(fā)生變化，故拖車(chē)、汽車(chē)組成的系統(tǒng)合外力仍為零，動(dòng)量守恒，A正確，C錯(cuò)誤；分析物理過(guò)程可知，脫

5、鉤后，同樣時(shí)間內(nèi)汽車(chē)發(fā)生的位移要大于拖車(chē)減速發(fā)生的位移，合外力對(duì)汽車(chē)和拖車(chē)做正功，總動(dòng)能變大，B、D錯(cuò)誤2.如圖1所示，質(zhì)量為M的小車(chē)置于光滑的水平面上，車(chē)的上表面粗糙，有一質(zhì)量為m的木塊以初速度v0水平地滑至車(chē)的上表面，若車(chē)足夠長(zhǎng)，則()圖1A木塊的最終速度為v0B由于車(chē)上表面粗糙，小車(chē)和木塊所組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒C車(chē)上表面越粗糙，木塊減少的動(dòng)量越多D車(chē)上表面越粗糙，小車(chē)獲得的動(dòng)量越多答案A解析由m和M組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒易得A正確；m和M動(dòng)量的變化與小車(chē)上表面的粗糙程度無(wú)關(guān)，因?yàn)檐?chē)足夠長(zhǎng)，最終各自的動(dòng)量與摩擦力大小無(wú)關(guān)3如圖2所示，小車(chē)與木箱緊挨著靜放在光滑的水平冰面上，現(xiàn)有一男孩站

6、在小車(chē)上用力向右迅速推出木箱，關(guān)于上述過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是()圖2A男孩和木箱組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒B小車(chē)與木箱組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒C男孩、小車(chē)與木箱三者組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒D木箱的動(dòng)量增量與男孩、小車(chē)的總動(dòng)量增量相同答案C解析由動(dòng)量守恒定律成立的條件可知男孩、小車(chē)與木箱三者組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，C正確；木箱的動(dòng)量增量與男孩、小車(chē)的總動(dòng)量增量大小相等，方向相反，選項(xiàng)D錯(cuò)誤4. (多選)在光滑水平面上A、B兩小車(chē)中間有一彈簧，如圖3所示，用手抓住小車(chē)并將彈簧壓縮后使小車(chē)處于靜止?fàn)顟B(tài)將兩小車(chē)及彈簧看做一個(gè)系統(tǒng)，下面說(shuō)法正確的是()圖3A兩手同時(shí)放開(kāi)后，系統(tǒng)總動(dòng)量始終為零B先放開(kāi)左手，再放開(kāi)

7、右手后，動(dòng)量不守恒C先放開(kāi)左手，后放開(kāi)右手，總動(dòng)量向左D無(wú)論何時(shí)放手，兩手放開(kāi)后，在彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)的過(guò)程中，系統(tǒng)總動(dòng)量都保持不變，但系統(tǒng)的總動(dòng)量不一定為零答案ACD解析在兩手同時(shí)放開(kāi)后，水平方向無(wú)外力作用，只有彈簧的彈力(內(nèi)力)，故動(dòng)量守恒，即系統(tǒng)的總動(dòng)量始終為零，A對(duì)；先放開(kāi)左手，再放開(kāi)右手后，是指兩手對(duì)系統(tǒng)都無(wú)作用力之后的那一段時(shí)間，系統(tǒng)所受合外力也為零，即動(dòng)量是守恒的，B錯(cuò)；先放開(kāi)左手，系統(tǒng)在右手作用下，產(chǎn)生向左的作用力，故有向左的沖量，后放開(kāi)右手，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，即此后的總動(dòng)量向左，C對(duì)；其實(shí)，無(wú)論何時(shí)放開(kāi)手，只要是兩手都放開(kāi)后就滿(mǎn)足動(dòng)量守恒的條件，即系統(tǒng)的總動(dòng)量都保持不變，D對(duì)題組二動(dòng)

8、量守恒定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用5(多選)如圖4所示，水平面上有兩個(gè)木塊，兩木塊的質(zhì)量分別為m1、m2，且m22m1.開(kāi)始兩木塊之間有一根用輕繩縛住的已壓縮輕彈簧，燒斷繩后，兩木塊分別向左、右運(yùn)動(dòng)若兩木塊m1和m2與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為1、2，且122，則在彈簧伸長(zhǎng)的過(guò)程中，兩木塊()圖4A動(dòng)量大小之比為11 B速度大小之比為21C動(dòng)量大小之比為21 D速度大小之比為11答案AB解析以?xún)赡緣K及彈簧組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，繩斷開(kāi)后，彈簧對(duì)兩木塊的推力可以看成是內(nèi)力；水平面對(duì)兩木塊有方向相反的滑動(dòng)摩擦力，且Ff11m1g，F(xiàn)f22m2g.因此系統(tǒng)所受合外力F合1m1g2m2g0，滿(mǎn)足動(dòng)量守恒定律的條件設(shè)彈

9、簧伸長(zhǎng)過(guò)程中某一時(shí)刻，兩木塊速度大小分別為v1、v2.由動(dòng)量守恒定律有(以向右為正方向)：m1v1m2v20，即m1v1m2v2.即兩木塊的動(dòng)量大小之比為11，故A項(xiàng)正確；兩木塊的速度大小之比為，故B項(xiàng)正確6如圖5所示，質(zhì)量為M的小船在靜止水面上以速率v0向右勻速行駛，一質(zhì)量為m的救生員站在船尾，相對(duì)小船靜止若救生員以相對(duì)水面的速率v水平向左躍入水中，則救生員躍出后小船的速率為()圖5Av0v Bv0vCv0(v0v) Dv0(v0v)答案C解析小船和救生員組成的系統(tǒng)滿(mǎn)足動(dòng)量守恒：(Mm)v0m(v)Mv解得vv0(v0v)故C項(xiàng)正確，A、B、D項(xiàng)均錯(cuò)7a、b兩球在光滑的水平面上沿同一直線(xiàn)發(fā)生

10、正碰，作用前a球動(dòng)量pa30 kgm/s，b球動(dòng)量pb0，碰撞過(guò)程中，a球的動(dòng)量減少了20 kgm/s，則碰撞后b球的動(dòng)量為()A20 kgm/s B10 kgm/sC20 kgm/s D30 kgm/s答案C解析碰撞過(guò)程中，a球的動(dòng)量減少了20 kgm/s，故此時(shí)a球的動(dòng)量是10 kgm/s，a、b兩球碰撞前、后總動(dòng)量保持不變，仍為30 kgm/s，則碰撞后b球的動(dòng)量為20 kgm/s.8質(zhì)量為M的木塊在光滑水平面上以速度v1水平向右運(yùn)動(dòng)，質(zhì)量為m的子彈以速度v2水平向左射入木塊，要使木塊停下來(lái)，必須使發(fā)射子彈的數(shù)目為(子彈留在木塊中不穿出)()A. B.C. D.答案C解析設(shè)發(fā)射子彈的數(shù)目

11、為n，選擇n顆子彈和木塊M組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象系統(tǒng)在水平方向所受的合外力為零，滿(mǎn)足動(dòng)量守恒的條件選子彈運(yùn)動(dòng)的方向即水平向左為正方向，由動(dòng)量守恒定律有：nmv2Mv10，得n，所以選項(xiàng)C正確9如圖6所示，甲、乙兩物體在光滑水平面上沿同一直線(xiàn)相向運(yùn)動(dòng)，甲、乙物體的速度大小分別為3 m/s和1 m/s；碰撞后甲、乙兩物體都反向運(yùn)動(dòng)，速度大小均為2 m/s.則甲、乙兩物體質(zhì)量之比為()圖6A23 B25C35 D53答案C解析選取碰撞前甲物體的速度方向?yàn)檎较?，根?jù)動(dòng)量守恒定律有m甲v1m乙v2m甲v1m乙v2，代入數(shù)據(jù)，可得m甲m乙35，選項(xiàng)C正確題組三綜合應(yīng)用10如圖7所示，質(zhì)量為m21 kg的滑

12、塊靜止于光滑的水平面上，一質(zhì)量為m150 g的小球以1 000 m/s的速率碰到滑塊后又以800 m/s的速率被彈回，試求滑塊獲得的速度圖7答案90 m/s方向與小球的初速度方向一致解析對(duì)小球和滑塊組成的系統(tǒng)，在水平方向上不受外力，豎直方向上所受合力為零，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以小球初速度方向?yàn)檎较颍瑒t有v11 000 m/s，v1800 m/s，v20又m150 g5.0102 kg，m21 kg由動(dòng)量守恒定律有：m1v10m1v1m2v2代入數(shù)據(jù)解得v290 m/s，方向與小球初速度方向一致11如圖8所示，質(zhì)量為M的木塊放在粗糙的水平面上且彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)，質(zhì)量為m的子彈以初速度v0擊中木塊而未穿出，則擊中木塊瞬間二者的共同速度為多大？圖8答案 v0解析由于從子彈打入到與木塊相對(duì)靜止，時(shí)間非常短，彈簧未發(fā)生形變，且此過(guò)程中地面對(duì)木塊摩擦力遠(yuǎn)小于內(nèi)力(子彈與木塊間作用力)，故可認(rèn)為此過(guò)程動(dòng)量守恒對(duì)m、M組成的系統(tǒng)，m擊中M的過(guò)程動(dòng)量守恒，mv0(mM)v，所以v v0.12如圖9所示，豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧軌道下端與水平桌面相切，小滑塊A和B分別靜止在圓弧軌道的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)現(xiàn)將A無(wú)初速度釋放，A與B碰撞后結(jié)合為一個(gè)整體，并沿桌面滑動(dòng)已知圓弧軌道光滑，半徑R0.2 m，A和B的質(zhì)量相等，A和B整體與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2.取重力