2024-2025學年高中物理第一章動量守恒定律3動量守恒定律課時作業(yè)含解析新人教版選擇性必修第一冊

PAGEPAGE7課時作業(yè)2動量守恒定律1．一顆子彈水平射入置于光滑水平面上的木塊A并留在其中，A、B用一根彈性良好的輕質(zhì)彈簧連在一起，如圖所示，則在子彈打擊木塊A及彈簧被壓縮的過程中，對子彈、兩木塊和彈簧組成的系統(tǒng)(C)A．動量守恒，機械能守恒B．動量不守恒，機械能守恒C．動量守恒，機械能不守恒D．無法判定動量、機械能是否守恒解析：動量守恒的條件是系統(tǒng)不受外力或所受外力之和為零，本題中子彈、木塊、彈簧組成的系統(tǒng)，水平方向上不受外力，豎直方向上受合外力之和為零，所以動量守恒．機械能守恒的條件是系統(tǒng)除重力、彈力做功外，其他力對系統(tǒng)不做功，本題中子彈穿入木塊過程中有部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能(發(fā)熱)，所以系統(tǒng)的機械能不守恒．故選項C正確，選項A、B、D錯誤．2．一個質(zhì)量為2kg的裝砂小車，沿光滑水平軌道運動，速度為3m/s，一個質(zhì)量為1kg的球從0.2m高處自由落下，恰落入小車的砂中，此后小車的速度為(B)A．3m/s B．2m/sC．2.7m/s D．0解析：車、砂、球組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒，Mv＝(M＋m)v′，故v′＝eq\f(Mv,M＋m)＝eq\f(2×3,2＋1)m/s＝2m/s.3．如圖所示，一個木箱原來靜止在光滑水平面上，木箱內(nèi)粗糙的底板上放著一個小木塊．木箱和小木塊都具有肯定的質(zhì)量．現(xiàn)使木箱獲得一個向右的初速度v0，則(B)A．小木塊和木箱最終都將靜止B．小木塊最終將相對木箱靜止，二者一起向右運動C．小木塊與木箱內(nèi)壁將始終來回往復碰撞，而木箱始終向右運動D．假如小木塊與木箱的左壁碰撞后相對木箱靜止，則二者將一起向左運動解析：把小木塊和木箱看成一個系統(tǒng)，該系統(tǒng)所受合外力為零，故系統(tǒng)動量守恒，系統(tǒng)的初動量向右，末動量也應向右．選項C中小木塊始終在木箱內(nèi)做往復運動，因摩擦力的存在，系統(tǒng)的機械能會越來越少，最終停止，這是不行能的．由此可知，只有選項B正確．4．(多選)如圖所示，木塊A靜置于光滑的水平面上，其曲面部分MN光滑、水平部分NP粗糙，現(xiàn)有一物體B自M點由靜止下滑，設NP足夠長，則以下敘述正確的是(BC)A．A、B最終以同一不為零的速度運動B．A、B最終速度均為零C．A物體先做加速運動，后做減速運動D．A物體先做加速運動，后做勻速運動解析：B物體滑下時，豎直方向的速度重量先增加后減小，故A、B物體組成的系統(tǒng)動量不守恒．但系統(tǒng)在水平方向不受外力，故系統(tǒng)在水平方向動量守恒，因系統(tǒng)初動量為零，A、B在任一時刻的水平方向動量之和也為零，因NP足夠長，B最終與A速度相同，此速度為零，選項B正確．A物體由靜止到運動、最終速度又為零，選項C正確．5．(多選)靜止在光滑堅硬水平放置的銅板上的小型炸彈，爆炸后，全部碎彈片沿圓錐面飛開，如圖所示，在爆炸過程中，對彈片而言，下列說法正確的是(BCD)A．總動量守恒B．爆炸后，彈片總動量方向在豎直方向上C．水平方向上的總動量為零D．炸彈爆炸時，總動量不守恒解析：炸彈在光滑銅板上爆炸時，對銅板產(chǎn)生向下的作用力，彈片受到銅板向上的反作用力．所以爆炸過程中總動量不守恒．但水平方向上動量守恒，水平方向上的總動量為零．總動量的方向在豎直方向上．6．如圖所示，在水平光滑細桿上穿著A、B兩個可視為質(zhì)點的剛性小球，兩球間距離為L，用兩根長度同為L的不行伸長的輕繩與C球連接，已知A、B、C三球質(zhì)量相等，起先時三球靜止，兩繩伸直，然后同時釋放三球，在A、B兩球發(fā)生碰撞之前的過程中，下列說法正確的是(C)A．A、B、C和地球組成的系統(tǒng)機械能不守恒B．A、B兩球發(fā)生碰撞前瞬間C球速度最大C．A、B兩球速度大小始終相等D．A、B、C三球動量守恒解析：在A、B兩球發(fā)生碰撞之前的過程中，只有重力和系統(tǒng)內(nèi)彈力做功，系統(tǒng)的機械能守恒，故選項A錯誤；A、B兩球發(fā)生碰撞前瞬間，兩繩與桿垂直，C球不再向下運動，速度為零，故選項B錯誤；依據(jù)對稱性可知，A、B兩球速度大小始終相等，故選項C正確；三球水平方向不受外力，所以A、B、C三球水平方向動量守恒，但豎直方向動量不守恒，故選項D錯誤．7．將兩條完全相同的磁鐵(磁性極強)分別固定在質(zhì)量相等的小車上，水平面光滑．起先時甲車速度大小為3m/s，乙車速度大小為2m/s，方向相反并在同始終線上，如圖所示．(1)當乙車速度為零時(即乙車起先反向運動時)，甲車的速度多大？方向如何？(2)由于磁性極強，故兩車不會相碰，那么兩車的距離最小時，乙車的速度是多大？方向如何？答案：(1)1m/s方向向右(2)0.5m/s方向向右解析：兩個小車及磁鐵組成的系統(tǒng)在水平方向不受外力作用，系統(tǒng)水平方向動量守恒．設向右為正方向．(1)據(jù)動量守恒知mv甲－mv乙＝mv甲′代入數(shù)據(jù)解得v甲′＝v甲－v乙＝(3－2)m/s＝1m/s，方向向右．(2)兩車相距最小時，兩車速度相同，設為v′，由動量守恒知mv甲－mv乙＝mv′＋mv′解得v′＝eq\f(mv甲－mv乙,2m)＝eq\f(v甲－v乙,2)＝eq\f(3－2,2)m/s＝0.5m/s，方向向右．1．把一支槍水平固定在小車上，小車放在光滑的水平面上，槍放射出一顆子彈時，關于槍、子彈和車，下列說法中正確的是(D)A．槍和子彈組成的系統(tǒng)動量守恒B．槍和車組成的系統(tǒng)動量守恒C．三者組成的系統(tǒng)因為子彈和槍筒之間的摩擦力很小，使系統(tǒng)的動量改變很小，可忽視不計，故系統(tǒng)動量近似守恒D．三者組成的系統(tǒng)動量守恒，因為系統(tǒng)只受重力和地面支持力這兩個外力作用，這兩個外力的合力為零解析：由于槍水平放置，故三者組成的系統(tǒng)除受重力和支持力(兩外力平衡)外，不受其他外力，動量守恒．子彈和槍筒之間的力應為系統(tǒng)的內(nèi)力，對系統(tǒng)的總動量沒有影響，故選項C錯誤．分開槍和車，則槍和子彈組成的系統(tǒng)受到車對其的外力作用，車和槍組成的系統(tǒng)受到子彈對其的外力作用，動量都不守恒，正確答案為D.2．水平面上質(zhì)量分別為0.1kg和0.2kg的物體相向運動，過一段時間則要相碰，它們與水平面的動摩擦因數(shù)分別為0.2和0.1.假定除碰撞外在水平方向這兩個物體只受摩擦力作用，則碰撞過程中這兩個物體組成的系統(tǒng)(B)A．動量不守恒 B．動量守恒C．動量不肯定守恒 D．以上都有可能解析：選取這兩個相向運動的物體為一個系統(tǒng)，這兩個物體受到的重力與支持力平衡，受到的兩個摩擦力方向相反，大小都是0.2N，所以系統(tǒng)受到的外力之和為零，系統(tǒng)的動量守恒．所以本題選B.3.如圖所示，質(zhì)量為M的小車置于光滑的水平面上，車的上表面粗糙，有一質(zhì)量為m的木塊以初速度v0水平地滑至車的上表面，若車足夠長，則(A)A．木塊的最終速度為eq\f(m,M＋m)v0B．由于車表面粗糙，小車和木塊所組成的系統(tǒng)動量不守恒C．車表面越粗糙，木塊削減的動量越多D．車表面越粗糙，小車獲得的動量越多解析：由m和M組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒易得A正確；m和M動量的改變與小車上表面的粗糙程度無關，因為車足夠長，最終各自的動量與摩擦力大小無關．4.如圖所示，質(zhì)量為M的盒子放在光滑的水平面上，盒子內(nèi)表面不光滑，盒內(nèi)放有一塊質(zhì)量為m的物體．從某一時刻起給m一個水平向右的初速度v0，那么在物塊與盒子前后壁多次往復碰撞后(D)A．兩者的速度均為零B．兩者的速度總不會相等C．物體的最終速度為mv0/M，向右D．物體的最終速度為mv0/(M＋m)，向右解析：物體與盒子組成的系統(tǒng)所受合外力為零，物體與盒子前后壁多次往復碰撞后，以速度v共同運動，由動量守恒定律得：mv0＝(M＋m)v，故v＝mv0/(M＋m)，向右．5．一木塊自由落下，在木塊下落途中被一顆飛來的子彈擊中，擊中后子彈留在木塊中，結(jié)果木塊著地時間未變，但產(chǎn)生了水平方向的偏移，則(B)A．木塊是被水平方向飛行的子彈擊中的B．木塊是被斜向下方向飛行的子彈擊中的C．木塊在被擊中的過程中，在水平方向子彈與木塊的總動量不守恒D．木塊被擊中前后，豎直方向的動量是增加的解析：子彈擊中木塊后，木塊著地時間未變，產(chǎn)生了水平方向的偏移，說明子彈擊中木塊后，木塊在豎直方向的速度沒有發(fā)生改變，水平方向獲得速度，子彈擊中木塊過程系統(tǒng)動量守恒，假如木塊是被水平方向飛行的子彈擊中的，由動量守恒定律可知，木塊在豎直方向速度減小，則木塊下落時間變長，故A錯誤；假如木塊是被斜向下飛行的子彈擊中的，子彈擊中木塊后，木塊在豎直方向的速度可能不變，水平方向獲得肯定的速度，木塊著地時間未變，產(chǎn)生了水平方向的偏移，故B正確；木塊在被擊中的過程中，在水平方向子彈與木塊所受合外力為零，系統(tǒng)水平方向動量守恒，故C錯誤；木塊被擊中前后，在豎直方向速度不變，木塊質(zhì)量不變，故木塊在豎直方向動量不變，D錯誤．6.如圖所示，在光滑水平面上，有一質(zhì)量為M＝3kg的薄板和質(zhì)量為m＝1kg的物塊，都以v＝4m/s的初速度朝相反方向運動，它們之間有摩擦，薄板足夠長，當薄板的速度為2.4m/s時，物塊的運動狀況是(A)A．做加速運動 B．做減速運動C．做勻速運動 D．以上運動均有可能解析：薄板足夠長，最終物塊和薄板達到共同速度v′，取薄板運動方向為正方向，由動量守恒定律得，Mv－mv＝(M＋m)v′v′＝eq\f(3－1×4,3＋1)m/s＝2m/s共同運動速度的方向與薄板初速度的方向相同．在物塊和薄板相互作用過程中，薄板始終做勻減速運動，而物塊先沿負方向減速到速度為零，再沿正方向加速到2m/s.當薄板速度為v1＝2.4m/s時，設物塊的速度為v2，由動量守恒定律得：Mv－mv＝Mv1＋mv2v2＝eq\f(M－mv－Mv1,m)＝eq\f(2×4－3×2.4,1)m/s＝0.8m/s即此時物塊的速度方向沿正方向，故物塊正做加速運動，選項A正確．7．一輛車在水平光滑路面上以速度v勻速行駛．車上的人每次以相同的速度4v(對地速度)向行駛的正前方拋出一個質(zhì)量為m的沙包．拋出第一個沙包后，車速減為原來的eq\f(3,4)，則拋出第四個沙包后，此車的運動狀況如何？答案：車以eq\f(v,3)的速度向后退解析：設車的總質(zhì)量為M，拋出第四個沙包后車速為v1，由全過程動量守恒得Mv＝(M－4m)v1＋4m·4v①對拋出第一個沙包前后列方程有：Mv＝(M－m)eq\f(3,4)v＋m·4v②將②式所得M＝13m代入①式，解得拋出第四個沙包后車速為v1＝－eq\f(v,3)，負號表示向后退．8．如圖所示，A、B兩個木塊質(zhì)量分別為2kg和0.9kg，A、B與水平地面間接觸光滑，上表面粗糙，質(zhì)量為0.1kg的鐵塊以10m/s的速度從A的左端向右滑動，最終鐵塊與B的共同速度大小為0.5m/s，鐵塊可視為質(zhì)點，求：(1)A的最終速度；(2)鐵塊剛滑上B時鐵塊的速度．答案：(1)0.25m/s(2)2.75m/s解析：鐵塊從A的左