作业23 动量守恒定律-2023年【暑假分层作业】高一物理（人教版2019必修2+必修3第九章、第十章+选择性必修第一册第一章）

作业23 动量守恒定律 一、相互作用的两个物体的动量改变 如图所示，在光滑的水平桌面上质量为m2的B物体追上质量为m1的A物体，并发生碰撞，设A、B两物体碰前速度分别为v1、v2(v2>v1)，碰后速度分别为v1′、v2′，碰撞过程中B对A的作用力是F1，A对B的作用力是F2，碰撞时间很短，设为Δt. 根据动量定理： 对A：F1Δt＝ ① 对B：F2Δt＝ ② 由牛顿第三定律F1＝ ③ 由①②③得两物体总动量关系为： m1v1′＋m2v2′＝ 两个碰撞的物体在所受外部对它们的作用力 的情况下动量守恒． 二、动量守恒定律 1．系统、内力与外力 (1)系统： 相互作用的物体构成的整体叫作一个力学系统，简称系统． (2)内力： 物体间的作用力． (3)外力：系统 的物体施加给系统内物体的力． 2．动量守恒定律 (1)内容：如果一个系统 ，或者 ，这个系统的总动量保持不变． (2)表达式： m1v1＋m2v2＝ (作用前后总动量相等)． (3)适用条件：系统 或者所受外力的 ． (4)普适性：动量守恒定律既适用于低速物体，也适用于高速(接近光速)物体．既适用于宏观领域，也适用于 领域． 三、对动量守恒定律的理解 1．研究对象：相互作用的物体组成的力学系统． 2．动量守恒定律适用的条件 (1)理想守恒：系统不受外力或所受合外力为零． (2)近似守恒：系统所受合外力不为零，但内力远远大于外力，此时动量近似守恒． (3)某一方向守恒：系统所受合外力不为零(整个系统动量不守恒)，但在某一方向上合外力为零(或某一方向上内力远远大于外力)，则可认为系统在该方向上动量守恒． 3．动量守恒定律的几个特性 (1)条件性：动量守恒定律的成立是有条件的，即系统所受合外力为零，应用时一定要先判断系统是否满足守恒条件． (2)矢量性：动量守恒定律的表达式是一个矢量式，总动量在相互作用前后不仅大小相等，方向也相同．在求初、末状态系统的总动量时，要按矢量运算法则计算．如果各物体动量的方向在同一直线上，可选取正方向，确定各速度的正、负(表示方向)后，将矢量运算转化为代数运算． (3)相对性：在动量守恒定律中，系统中各物体在相互作用前后的动量必须相对于同一惯性参考系，一般取相对地面的速度． (4)普适性：动量守恒定律不仅适用于两个物体组成的系统，也适用于多个物体组成的系统；不仅适用于低速宏观物体组成的系统，也适用于高速(接近光速)微观粒子组成的系统． 一、单选题 1．一个原来静止的原子核发生衰变时，放出一个动量大小为的电子，同时在垂直于电子运动方向上放出动量大小为的某种粒子，则衰变后新原子核的动量（　　） A．大小为 B．大小为 C．方向与方向相反 D．方向与方向相反 2．如图所示，用火箭发射人造地球卫星。当最后一节火箭的燃料用完后，火箭壳体和卫星一起以的速度绕地球做匀速圆周运动。某时刻火箭壳体与卫星分离，分离后瞬间，卫星速度增大，则（　　）    A．分离前卫星所受重力为0 B．分离前后卫星和火箭壳的动量守恒 C．可能等于8km/s D．分离后卫星不可能在原来的轨道上运动 3．如图，质量相等的小球和小环用不可伸长的轻绳相连，小环套在光滑固定的水平细杆上，初始时刻小球 在小环的左下方，绳子拉直，由静止释放，不计空气阻力，则（　　）    A．小球和小环组成的系统，动量守恒 B．小球和小环组成的系统，机械能不守恒 C．小球向右摆到的最高点和释放点的高度相同 D．整个运动过程中，绳的拉力对小球一直不做功 4．如图所示，曲面体P静止于光滑水平面上，物块Q自P的上端静止释放。Q与P的接触面光滑，Q在P上运动的过程中，下列说法正确的是（　　）    A．P对Q做功为零 B．P和Q之间的相互作用力做功之和为零 C．P和Q构成的系统机械能守恒、动量守恒 D．P和Q构成的系统机械能不守恒、动量守恒 5．如图，水平弹簧右端固定在竖直墙壁上，左端固连在物块上，水平面光滑。开始时物块静止，弹簧处于原长。一颗子弹以水平速度v0射入物块，并留在物块中。若子弹和物块作用时间极短，下列有关说法中正确的是（　　） A．子弹开始打物块到与物块共速，子弹、物块组成的系统动量守恒 B．子弹开始打物块到弹簧压缩至最短，子弹、物块、弹簧组成的系统机械能守恒 C．子弹开始打物块到弹簧压缩至最短，子弹、物块、弹簧组成的系统动量守恒 D．子弹物块以相同速度压弹簧的过程中，物块、子弹、弹簧组成的系统动量守恒 6．2022年12月4日，神舟十四号载人飞船返回舱