第六章 课时作业(17) 动量守恒定律（Word练习）-【优化指导】2024高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（人教版 浙江专用）

课时作业(17)　动量守恒定律 [基础应用] 1．下列叙述的情况中，系统动量不守恒的是(　　) A．如图甲所示，小车停在光滑水平面上，车上的人在车上走动时，人与车组成的系统 B．如图乙所示，子弹射入放在光滑水平面上的木块中，子弹与木块组成的系统 C．子弹射入紧靠墙角的木块中，子弹与木块组成的系统 D．斜向上抛出的手榴弹在空中炸开时 C　解析：对于人和车组成的系统，人和车之间的力是内力，系统所受的外力有重力和支持力，合力为零，系统的动量守恒；子弹射入木块过程中，虽然子弹和木块之间的力很大，但这是内力，木块放在光滑水平面上，系统所受合力为零，动量守恒；子弹射入紧靠墙角的木块时，墙对木块有力的作用，系统所受合力不为零，系统的动量不守恒；斜向上抛出的手榴弹在空中炸开时，虽然受到重力作用，合力不为零，但爆炸的内力远大于重力，动量近似守恒，故C正确． 2．(2021·广东深圳模拟)将质量为1.00 kg的模型火箭点火升空，50 g燃烧的燃气以大小为600 m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出．在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)(　　) A．30 kg·m/s B．5.7×102 kg·m/s C．6.0×102 kg·m/s D．6.3×102 kg·m/s A　解析：开始总动量为零，规定向下为正方向，根据动量守恒定律得，0＝m1v1＋p，解得火箭的动量p＝－m1v1＝－0.05×600 kg·m/s＝－30 kg·m/s，负号表示方向，故A正确，B、C、D错误． 3．如图所示，“冰雪游乐场”滑道B点的左侧水平且粗糙，右侧是光滑的曲面，左右两侧平滑连接．质量为m＝30 kg的小孩从滑道顶端A点由静止开始下滑，经过B点时被静止的质量为M＝60 kg的家长抱住，一起滑行到C点停下(C点未画出).已知A点到滑道的高度h＝5 m，人与水平滑道间的动摩擦因数μ＝0.2，g取10 m/s2，求： (1)小孩刚到B点时的速度大小vB； (2)B、C间的距离x. 答案：(1)10 m/s　(2) m 解析：(1)从最高点到最低点，根据机械能守恒定律得 mgh＝ mv， 解得vB＝10 m/s. (2)家长抱住小孩瞬间，由动量守恒定律有 mvB＝(m＋M)v， 解得v＝ m/s， 接着以共同速度v向左做匀减速直线运动，由动能定理得 －μ(m＋M)gx＝0－ (m＋M)v2， 解得x＝ m． 4．如图所示，一质量m1＝0.2 kg的“T”形杆P竖直放在地面上，有一质量m2＝0.4 kg的中间是空的金属圆盘Q套在“T”形杆P的直杆上很难分离．某工程师设计了一个方法成功将金属圆盘Q与“T”形杆P分开，该工程师在“T”形杆P与金属圆盘Q间装上适量的火药，火药爆炸后(时间极短)“T”形杆P以4 m/s的速度向上运动．已知金属圆盘Q与“T”形杆P的直杆间滑动摩擦力大小恒为f＝16 N，不计空气阻力．重力加速度大小g取10 m/s2. (1)求火药爆炸后瞬间金属圆盘Q的速度大小； (2)分别求点燃火药爆炸后瞬间“T”形杆P和金属圆盘Q的加速度大小． (3)若要求金属圆盘Q与“T”形杆P分开，则直杆长度的最大值是多少？ 答案：(1)2 m/s　(2)90 m/s2　30 m/s2　(3)0.15 m 解析：(1)设火药爆炸瞬间“T”形杆P和金属圆盘Q的速度大小分别为v1、v2，根据动量守恒定律m1v1＝m2v2 可得v2＝2 m/s (2)P向上运动，摩擦力向下，据牛顿第二定律可得 m1g＋f＝m1a1 Q向下运动，摩擦力向上，根据牛顿第二定律可得 f－m2g＝m2a2 解得a1＝90 m/s2 a2＝30 m/s2 (3)P减速至零的时间为t1＝＝0.044 s Q减速至零的时间为t2＝＝0.067 s 可知P先减为零后反向加速，Q一直减速，当两者速度相等时分开，此时直杆的长度最大，以向下为正方向，可得v2－a2Δt＝－v1＋a1Δt 直杆长度的最大值为L＝ 联立解得L＝0.15 m． [素养提升] 5．(2021·安徽合肥模拟)如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑连接，一个质量也为m的小球从槽高h处开始自由下滑，则(　　) A．在以后的运动过程中，小球和槽的动量始终守恒 B．在下滑过程中小球和槽之间的相互作用力始终不做功 C．被弹簧反弹后，小球和槽都做速率不变的直线运动 D．被弹簧反弹后，小球和槽的机械能守恒，小球能回到槽高h处 C　解析：由动量守恒的条件可以判断动量是否守恒；由功的定义可确定小球和槽的作用力是否做功；由小球及槽的受力情况可知运动情况；由机械能守恒及动量守恒可知小球能否回到最高点．小球与弹簧接触前，小球和槽组成的系统动量守恒，且有mv球－mv槽＝0