第02练 动量守恒定律-2022年【寒假分层作业】高二物理（人教版2019选择性必修第一册）

第02练 动量守恒定律 基础过关练 1.把一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑的水平面上，枪发射出一颗子弹时，关于枪、子弹和车，下列说法中正确的是(　　) A. 枪和子弹组成的系统动量守恒 B. 枪和车组成的系统动量守恒 C. 三者组成的系统因为子弹和枪筒之间的摩擦力很小，使系统的动量变化很小，可忽略不计，故系统动量近似守恒 D. 三者组成的系统动量守恒，因为系统只受重力和地面支持力这两个外力作用，这两个外力的合力为零 【答案】D 【解析】由于枪水平放置，故三者组成的系统除受重力和支持力(两外力平衡)外，不受其他外力，动量守恒，D正确．子弹和枪筒之间的力应为系统的内力，对系统的总动量没有影响，C错误．分开枪和车，则枪和子弹组成的系统受到车对其的外力作用，车和枪组成的系统受到子弹对其的外力作用，动量都不守恒，A、B错误． 2.在下列几种现象中，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，人车为一系统 B. 运动员将铅球从肩窝开始加速推出，以运动员和铅球为一系统 C. 从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢中，以重物和车厢为一系统 D. 在光滑水平面上放一斜面，斜面也光滑，一个物体沿斜面滑下，以物体和斜面为一系统 【答案】A 【解析】判断动量是否守恒的方法有两种：第一种，从动量守恒的条件判定，动量守恒定律成立的条件是系统受到的合外力为零，故分析系统受到的外力是关键．A正确．第二种，从动量的定义判定，B选项叙述的系统，初动量为零，末动量不为零．C选项末动量为零而初动量不为零．D选项中在物体沿斜面下滑时，向下的动量增大．B、C、D错误． 3.如图所示的装置中，木块B静止在光滑的水平桌面上，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短．现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统)，则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中(　　) A. 动量守恒、机械能守恒　 B. 动量不守恒、机械能不守恒 C. 动量守恒、机械能不守恒　 D. 动量不守恒、机械能守恒 【答案】B 【解析】以子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统)，从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短时，有摩擦力做功，机械能不守恒，弹簧固定端墙壁对弹簧有外力作用，因此动量不守恒，故B正确． 4.如图所示，装有炮弹的大炮总质量为M，炮弹的质量为m，炮筒水平放置，炮弹水平射出时相对地面的速率为v0，则炮车后退的速率为(　　) A. 　　 D. v0 　　 C. v0　　 B. 【答案】C 【解析】炮弹离开炮口时，炮弹和炮车在水平方向受到的外力相对于内力，可忽略不计，则系统在水平方向动量守恒．取炮车后退的方向为正，以炮弹和炮车组成系统为研究对象，根据水平方向动量守恒有(M－m)v′－mv0＝0，解得炮车后退的速率为v′＝.C正确． 5.质量m＝0.02 kg的子弹以v0＝300 m/s的速度射入质量为M＝2 kg的静止在光滑的水平桌面的木块，子弹穿出木块的速度v＝100 m/s，求： (1) 子弹射出木块时木块的速度； (2) 若子弹射穿木块的时间为Δt＝0.02 s，子弹对木块的平均作用力F的大小． 【答案】 【解析】(1) 由子弹打木块过程动量守恒，规定子弹初速度方向为正方向， mv0＝mv＋Mv′，解得v′＝2 m/s. (2) 对木块由动量定理FΔt＝Mv′－0， 解得F＝200 N. 6. 如图所示，质量都为M的A、B两船在静水中均以速率v0向右匀速行驶，一质量为m的救生员站在A船的船尾．现救生员以大小为v的水平速度向左跃上B船，并相对B船静止，不计水的阻力．救生员跃上B船后，求： (1) 救生员和B船总动量的大小； (2) A船速度的大小． 【答案】 【解析】(1) 以向右为正方向，救生员跃上B船前B船动量为Mv0，救生员的动量为－mv，救生员与B船组成的系统动量守恒，救生员跃上B船后，B船和救生员总动量的大小 p总＝Mv0－mv. (2) A船和救生员组成的系统满足动量守恒的条件，以向右为正方向，由动量守恒定律得 (M＋m)v0＝m(－v)＋Mv′， 解得v′＝v0＋(v0＋v)． 能力提升练 1.如图所示，光滑水平轨道上放置长板A(上表面粗糙)和滑块C，滑块B置于A的左端，三者质量分别为mA＝2 kg、mB＝1 kg、mC＝2 kg.开始时C静止，A、B一起以v0＝5 m/s的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞(时间极短)后C向右运动，经过一段时间A、B再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞．求A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小． 【答案】 【解析】因碰撞时间极短，A与C碰撞过程动量守恒，设碰撞后瞬间A的速度大小为vA，C的速度大小为vC，以向右为正方向，由动量守恒定律得 mAv