必考点15 动量守恒定律及应用-【对点变式题】2021-2022学年高一物理下学期期中期末必考题精准练（人教版2019）

必考点15 动量守恒定律及应用 题型一 动量守恒定律的理解和基本应用 例题1（2022·广东·阳春市第一中学模拟预测）小明在滑板上匀速运动的过程中，突然抓起放在地面上的水杯（　　） A．人、车、水杯这个系统水平方向动量守恒 B．人、车、水杯这个系统机械能守恒 C．水杯动量守恒 D．手对水杯的冲量大于水杯动量的增量 【答案】A 【解析】人抓起杯子等效于完全非弹性碰撞，动量守恒机械能不守恒，杯子动量增加，并且等于手对杯子的冲量。 故选A． 例题2 （2022·江西·萍乡市上栗中学高二阶段练习）在光滑水平地面上放置一辆小车，车上放置有木盆，在车与木盆以共同的速度向右运动时，有雨滴以极小的速度竖直落入木盆中而不溅出，如图所示，则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 【答案】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足动量守恒，设小车、木盆的总质量为，雨滴的质量为，则有 解得 在雨滴落入木盆的过程中，小车速度将变小。 故选C． 【解题技巧提炼】 1.应用动量守恒定律解题的步骤 (1)明确研究对象，确定系统的组成(系统包括哪几个物体及研究的过程)． (2)进行受力分析，判断系统动量是否守恒(或某一方向上是否守恒)． (3)规定正方向，确定初、末状态动量． (4)由动量守恒定律列出方程． (5)代入数据，求出结果，必要时讨论说明． 2.深度理解 (1)系统的总动量保持不变，是指系统内各物体动量的矢量和的大小和方向不变． (2)系统的总动量保持不变，但系统内每个物体的动量可能都在不断变化． (3)系统在整个过程中任意时刻的总动量都相等，不能误认为只是初末两个状态的总动量相等． 题型二 动量守恒定律的临界问题 例题1 （2021·江苏·高三阶段练习）如图所示，光滑水平面上静止着一长为L的平板车，一人站在车的右端，他将一质量为m的小球水平抛出，抛出点位于车右端点的正上方h处，小球恰好落在车的左端点。已知人和车的总质量为M，不计空气阻力，重力加速度为g。则（　　） A．平板车、人和小球组成的系统动量守恒 B．小球的初速度 C．小球落到车上后与车共速，速度方向向左 D．抛出小球的过程人做功 【答案】D 【解析】A．平板车、人和小球组成的系统水平方向不受外力，所以系统水平方向动量守恒，竖直方向合力不为零，所以系统竖直方向动量不守恒。故A错误； B．设小球的初速度为，小车的初速度为，根据系统水平方向动量守恒，有 设小球平抛过程所用时间为t，可得 联立，可得 故B错误； C．规定水平向左为正方向，设小球落到车上后，二者速度为，根据水平方向动量守恒，有 解得,故C错误； D．根据功能关系，可知抛出小球的过程人做功为 解得,故D正确。 故选D． 例题2（2021·江苏·淮安市淮安区教师发展中心学科研训处高三期中）如图所示，质量为的长木板静止在光滑水平面上，右端与一固定在地面上的半径的光滑四分之一圆弧紧靠在一起，圆弧的底端与木板上表面水平相切。质量为的滑块（可视为质点）以初速度从圆弧的顶端沿圆弧下滑到木板上，恰好不会从板左侧脱落。不计空气阻力，取。求： （1）刚下滑时所受向心力的大小； （2）、间因摩擦而产生的热量； （3）当、间动摩擦因数时木板的长度。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】（1）根据牛顿第二定律可得 （2）由动能定理可得，滑块B滑上木板A时的速度为，根据动能定理有 解得 滑块B在木板A上滑动的过程中因地面光滑，木板A和滑块B组成的系统动量守恒，最终两者的共同速度为, 解得 由能量转化和守恒可知，、间因摩擦而产生的热量为, 解得 （3）、滑动摩擦力为 、间因摩擦而产生的热量，根据滑动摩擦力做功和能量转化的关系可得 解得. 【解题技巧提炼】 1．当小物块到达最高点时，两物体速度相同． 2．弹簧最短或最长时，两物体速度相同，此时弹簧弹性势能最大． 3．两物体刚好不相撞，两物体速度相同． 4．滑块恰好不滑出长木板，滑块滑到长木板末端时与长木板速度相同． 题型一 动量守恒定律的理解和基本应用 1．（多选）（2022·湖北·恩施土家族苗族高中高二阶段练习）在2022北京冬奥会上，中国运动健儿武大靖、范可新、曲春雨、任子威组成的团体在短道速滑项目混合团体接力决赛中夺得冠军，为中国代表团赢得了北京冬奥会的第一枚金牌。比赛中“接棒”运动员在前面滑行，“交棒”运动员从后面追上并用力推前方“接棒”运动员完成接力过程。忽略运动员与冰面之间的摩擦，交接棒过程中两运动员的速度均在同一直线上。下列关于交接棒过程的说法正确的是（　　） A．两运动员组成的系统动量守恒 B．两运动员组成的系统机械能守恒 C．两运动员之间相互作用力的总冲量一定等于零 D．两运动员之间相互作