1.3 动量守恒定律（分层作业）-【上好课】2022-2023学年高二物理同步备课系列（人教版2019选择性必修第一册）

第3节 动量守恒定律 1、 动量守恒的条件 1．如图所示，木块a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑的水平面上，a紧靠在墙壁上，在b上施加向左的水平力使弹簧压缩。当撤去外力后，下列说法中不正确的是（　　） A．a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统的动量守恒 B．a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统的动量不守恒 C．a离开墙壁后，a和b组成的系统动量守恒 D．a离开墙壁后，a和b组成的系统动量不守恒 【答案】AD 【详解】AB．当撤去外力后，a尚未离开墙之前，墙壁对a有作用力，a和b组成的系统动量不守恒，故A错误，B正确； CD．a离开墙壁后，a和b组成的系统所受外力之和为0，所以a和b组成的系统动量守恒，故C正确，D错误。故选AD。 2．如图所示，一轻质弹簧，上端悬挂于天花板，下端系一质量为的平板，静止在点，一质量为的均匀环套在弹簧外，与平板的距离为，如图所示，让环自由下落，撞击平板．已知碰后环与板以相同的速度向下运动，使弹簧伸长，则下列说法正确的是（       ） A．若碰撞时间极短，则碰撞过程中环与板的总机械能守恒 B．若碰撞时间极短，则碰撞过程中环与板的总动量守恒 C．环撞击板后，板的新的平衡位置在点正下方 D．碰撞后新平衡位置与下落高度无关 【答案】BCD 【详解】A．由于碰后速度相同，为完全非弹性碰撞，机械不守恒，减小的机械能转化为内能，A错误； B．圆环与平板碰撞过程，若碰撞时间极短，内力远大于外力，外力可忽略不计，则系统总动量守恒，B正确； CD．碰撞前板的平衡位置满足kx=Mg碰撞后平衡时，有：即碰撞后新平衡位置在点正下方，且与下落高度无关，CD正确。故选BCD。 3．如图所示，质量为、带有四分之一光滑圆弧槽的小车停放在光滑水平面上，一质量为的小球以水平速度从底端滑上小车，到达某一高度后，小球又返回底端。下列说法正确的是（　　） A．小车一直向左运动 B．小球到达最高点时速度为零 C．小球和小车组成的系统机械能守恒 D．小球和小车组成的系统动量守恒 【答案】AC 【详解】A．小球对小车一直有斜向左下方的压力，使得小车一直向左运动，选项A正确； D．小球和小车组成的系统水平方向受合外力为零，则水平方向动量守恒，选项D错误； B．小球到达最高点时，小车和小球具有相同的水平速度，由水平方向动量守恒可得 可知小球的速度不为零，选项B错误； C．小球和小车组成的系统只有重力做功，则系统的机械能守恒，选项C正确。故选AC。 2、 动量守恒定律的应用 4．如图所示，质量为M的小车置于光滑的水平面上，车的上表面粗糙，有一质量为m的木块以初速度水平地滑至车的上表面，若车足够长，则（　　） A．木块的最终速度为 B．由于车上表面粗糙，小车和木块所组成的系统动量不守恒 C．车上表面越粗糙，木块减少的动量越多 D．改变车上表面的粗糙程度，小车获得的动量不变 【答案】D 【详解】AB．以小车和木块组成的系统为研究对象，系统所受的合外力为零，因此系统动量守恒，由于摩擦力的作用，木块速度减小，小车速度增大，当木块速度减小到最小时，小车速度达到最大，最后木块和小车以共同的速度运动。以初速度方向为正方向，根据动量守恒定律有解得 故A项、B项错误； CD．根据动量守恒定律，二者的末速度总是等于，所以木块动量的减小量和小车获得动量不变，故C项错误，D项正确。故选D。 5．如图所示，光滑水平面上甲、乙两球间粘少许炸药，一起以速度0.5m/s向右做匀速直线运动。已知甲、乙两球质量分别0.1kg和0.2kg。某时刻炸药突然爆炸，分开后两球仍沿原直线运动，从爆炸开始计时经过3.0s，两球之间的距离为x=2.7m，则下列说法正确的是（　　） A．刚分离时，甲、乙两球的速度方向相同 B．刚分离时，甲球的速度大小为0.6m/s C．刚分离时，乙球的速度大小为0.3m/s D．爆炸过程中释放的能量为0.027J 【答案】D 【详解】设甲乙两球的质量分别为m1、m2，刚分离时两球速度分别为v1、v2，以向右为正方向，则由动量守恒根据题意有带入数据可解得 说明刚分离时两球速度方向相反，故ABC错误； D．爆炸过程中释放的能量将带入可得0.027J 故D正确。故选D。 6．在光滑的水平轨道上放置一门质量为m1的旧式炮车（不包含炮弹质量），炮弹的质量为m2，当炮车沿与水平方向成θ角发射炮弹时，炮弹相对炮口的速度为v0，则炮车后退的速度为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】炮弹离开炮口时，炮弹和炮车组成的系统在水平方向不受外力，则系统在水平方向动量守恒。设炮车后退的速度大小为v，则炮弹对地的水平速度大小为，取炮车后退的方向为正，对炮弹和炮车组成系统为研究，根据水平方向动量守恒有：解得故ABD错误，C正确；故选C。 7．如图所示，所有接触面均光滑，质量为M的