第1章 第3节 课时1 动量守恒的判定动量守恒定律的简单应用-【高中必刷题】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第一册同步课件（粤教版2019）

物理 选择性必修 第一册 YJ 1 1 课时1 动量守恒的判定动量守恒定律的简单应用 刷基础 2 1.[山东滨州六校2024高二上联考改编] 下列关于系统动量守恒的说法正确的是( ) A ①只要系统所受的合外力为零，系统动量就守恒 ②系统内有摩擦力，系统动量可能守恒 ③系统所受合外力不为零，其动量一定不守恒，但有可能在某一方向上动量守恒 ④系统所受合外力远大于内力时，系统动量守恒 A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④ 题型1 动量守恒的判定 3 解析 动量守恒的条件是系统所受合外力为零，只要系统所受的合外力为零，系统动量就守恒， ①正确；系统内的摩擦力是内力，只要系统所受合外力为零，系统动量就守恒，②正确；根据动 量守恒的条件可知，系统所受合外力不为零，其动量一定不守恒，但系统在某一方向不受外力或 所受合外力为零，则该方向上系统的动量守恒，③正确；系统所受合外力不为零，但内力远大于 合外力时，作用时间极短，外力的冲量可以忽略不计，可认为系统动量守恒，如果作用时间较长， 外力的冲量不能忽略，系统动量不守恒，④错误.故选A. 题型1 动量守恒的判定 4 2.[湖南张家界2024高二上期中] 关于系统动量守恒的条件，下列说法正确的是( ) D 甲 乙 丙 丁 A.图甲中，静止在光滑水平面上的斜槽顶端有一小球，小球由静止释放，在离开斜槽前小球和斜 槽组成的系统动量守恒 B.图乙中，在光滑的水平地面上有两辆小车，在两小车上各绑一个条形磁铁，它们在相向运动的 过程中动量不守恒 C.图丙中，一枚在空中飞行的火箭在某时刻突然炸裂成两块，在炸裂前后系统动量不守恒 D.图丁中，子弹打进木块的瞬间子弹和木块组成的系统动量守恒 题型1 动量守恒的判定 5 解析 题图甲中，离开斜槽前小球和斜槽组成的系统竖直方向合力不为零，动量不守恒，故A错 误；题图乙中，在两小车上各绑一个条形磁铁，它们在相向运动的过程中所受合外力为零，系统 动量守恒，故B错误；题图丙中，空中飞行的火箭炸裂过程中系统内力远大于外力，系统动量守 恒，故C错误；题图丁中，子弹打进木块的瞬间，子弹和木块组成的系统内力远大于外力，系统 动量守恒，故D正确. 题型1 动量守恒的判定 6 【关键点拨】动量守恒定律的研究对象是一个系统，对于整个系统，若系统不受外力或者所受的 合外力为零，那么这个系统的总动量守恒；若系统在某一个方向不受外力或者所受合外力为零， 那么系统在这一方向的动量守恒. 系统动量守恒有两种常见情况，包括合外力为零与内力远大于外力. 题型1 动量守恒的判定 7 3.[河北张家口2023高一下检测] 如图所示，半圆槽静止放在水平面上，现将一小 球从槽的顶端 处由静止释放，不计一切摩擦，小球在槽内运动的过程中，下列说 法正确的是( ) D A.只有重力对小球做功 B.小球和槽组成的系统动量守恒 C.小球不可能到达与等高的 点 D.小球和槽系统机械能守恒 题型1 动量守恒的判定 8 解析 小球下滑过程中，槽对小球的弹力会做功，故A错误；小球和槽在运动过程中所受的合力 不为零，则小球和槽组成的系统动量不守恒，但系统水平方向不受外力作用，即系统水平方向动 量守恒，故B错误；开始时水平方向上系统初动量为零，所以小球上滑到最高点时系统水平方向 的动量也为零，不计一切摩擦，则整个过程系统机械能守恒，初动能和末动能都为零，所以初、 末状态系统重力势能相同，小球可以到达与A等高的C点，故C错误，D正确. 题型1 动量守恒的判定 9 【方法总结】（1）把所选取的系统隔离出来，分析系统所受的合力.（2）根据动量守恒的条件 判断系统的动量是否守恒. 题型1 动量守恒的判定 10 4. [云南宣威2024高二上月考改编] （多选）如图所示，两个质量不相等的小车中间夹一 被压缩的轻弹簧，现用两手分别按住小车，使它们静止在光滑水平面上.下列说法正确的是 ( ) BC A.若同时放开两车，则两小车的加速度大小一定相等 B.若同时放开两车，则两小车的动量大小一定相等 C.若先放开左车，然后放开右车，则两小车和弹簧组成的系统总动量向左 D.若先放开左车，然后放开右车，则两小车和弹簧组成的系统总动量向右 题型2 动量守恒定律的简单应用 11 解析 若同时放开两车，两小车所受弹簧弹力等大反向，但两小车的质量不相等，则两车的加速 度大小不相等，A错误；若同时放开两车，初始时刻总动量为零，此后任意时刻总动量为零，所 以两小车的动量大小一定相等，B正确；若先放开左车，然后放开右车，则初始时刻总动量向左， 此后的过程中，两小车和弹簧组成的系统总动量向左，C正确，D错误. 题型2 动量守恒定律的简单应用 12 【教材变式】本题目由教材P16第3题演变而来.选两小车和弹簧作为系统，弹簧对两小车的力为 系统内力，当系统所受合外力为零时，系统的动量守恒. 题型2 动量守恒定律的简单应用 13 5.[河南开封等地2024高二上期末] 如图所示，质量为的小船在静止水面上以速率 向右匀速行 驶，一质量为的救生员站在船尾，相对小船静止.若救生员以相对水面的速率 水平向左跃入水 中，则救生员跃出后小船的速率为( ) A A. B. C. D. 题型2 动量守恒定律的简单应用 14 解析 在救生员跃出的过程中，救生员和小船组成的系统在水平方向上动量守恒，规定向右为正 方向，由动量守恒定律得，解得 ，选项A正确，B、C、 D错误. 题型2 动量守恒定律的简单应用 15 6.[湖北襄阳2023高二上检测] 如图所示，总质量为的轨道 置于光滑水平面上，轨道由粗 糙水平轨道和竖直面内四分之一光滑圆弧轨道组成，恰与圆弧在 点相切.一个质量为 的物块从轨道的端以初速度 向右冲上水平轨道，到达圆弧轨道上某位置后，沿轨道返回.则 ( ) D A.由于物块在 上运动时受到摩擦力作用，轨道与物块组成的系统动量不守恒 B.物块在轨道 上运动的全过程中，轨道与物块组成的系统总动量始终保持不变 C.物块在圆弧轨道上运动的过程中，轨道的动量不断减小 D.当物块相对轨道静止时，速度大小为 题型2 动量守恒定律的简单应用 16 解析 物块在 上运动时，摩擦力为内力，轨道与物块组成的系统动量守恒，A错误；在运动的 全过程中，水平方向动量守恒，物块在 上运动过程中，竖直方向系统受到的合力不为零，所以 竖直方向动量不守恒，轨道与物块组成的系统总动量不守恒，B错误；物块在圆弧轨道上运动的 过程中，对轨道的作用力在水平方向上的分力方向向右，则轨道的动量不断增大，C错误；当物 块相对于轨道静止时，二者水平方向的速度相同，取水平向右为正方向，根据动量守恒定律得 ，解得 ，D正确. 题型2 动量守恒定律的简单应用 17 7.[湖北部分学校2024高二上期末] “天宫课堂”第四课中，航天员演示了 小球碰撞实验.分析实验视频，每隔相等的时间截取一张照片，如图所示.小 球1和小球2的质量分别为、 ，虚线位于相邻两竖线的中间，可估算出 ( ) D A. B. C. D. 题型2 动量守恒定律的简单应用 18 解析 设每个小格长为，拍照时间间隔为 ，由第一张与第二张照片可知小球1的初速度大小为 ，由第二张与第三张照片可知碰撞后小球1的速度大小为 ，碰撞后小球2的速度大小 为，以水平向左为正方向，根据动量守恒定律可得 ，解得 ，故选D. 题型2 动量守恒定律的简单应用 19 8.[江西余干中学2023高二上月考] 如图所示是一个物理演示实验，图中自由下落 的物体和被反弹后，能上升到比初位置高的地方. 是某种材料做成的有凹坑 的实心球，质量为,在其顶部的凹坑中插着质量为 的木棍 ，只是松松地插在凹坑中，其下端与坑底之间有小空隙.将此装置从 下端离地 板的高度处由静止释放.实验中， 触地后在极短时间内反弹，且其速 度大小不变，接着脱离开始上升，而恰好停留在地板上，则反弹后 上升的高 度为（重力加速度取 ）( ) A A. B. C. D. 题型2 动量守恒定律的简单应用 20 解析 由题意可知，开始时A、B做自由落体运动，根据 可得A、B的落地速度大小 ，A反弹后与B的碰撞为瞬时作用，A、B组成的系统在竖直方向上所受合力虽然不为零， 但碰撞时间很短，系统的内力远大于外力，所以动量近似守恒，取竖直向上为正方向，则有 ，B上升的高度，联立并代入数据得 ，故选A. 题型2 动量守恒定律的简单应用 21 9.[广东佛山顺德一中2023模拟] 一弹丸在飞行到距离地面时仅有水平速度 ，之后 爆炸成甲、乙两块弹片水平飞出，甲、乙的质量之比为.不计质量损失，重力加速度 取 ，下列图中两块弹片飞行的轨迹可能是( ) D A. B. C. D. 题型2 动量守恒定律的简单应用 22 解析 由题图可知，爆炸后的两块弹片下落时间为 ，水平方向做匀速直线 运动，设水平向右为正方向，弹丸总质量为，甲、乙的质量之比为，则甲的质量为 ， 乙的质量为，爆炸过程中水平方向动量守恒，则有 ，则A项图中 ， ，把甲、乙的速度代入，不成立， 故A错误；B项图中， ，把甲、乙的速 度代入，不成立，故B错误；C项图中， ，把 甲、乙的速度代入，不成立，故C错误；D项图中 ， ，把甲、乙的速度代入，成立，故D正确. 题型2 动量守恒定律的简单应用 23 【方法总结】根据平抛运动水平距离求出爆炸瞬间弹片的速度，再验证是否动量守恒. 10.总质量为的装有沙的小车，正以速度 在光滑水平地面上前进，突然车底漏了，不断有沙子 漏出来落到地面.在漏沙的过程中，小车的速度是否变化？ 易错点 选定的研究系统受题意影响而发生变化 24 [答案] 不变 解析 设质量为的沙子从车上漏出来，漏沙后小车的速度为 ，水平方向上，由动量守恒定律得 ，解得 ，即沙子漏出后小车的速度是不变的. 易错点 选定的研究系统受题意影响而发生变化 25 【易错分析】应用动量守恒定律时，先要选取系统，当选定一个系统（此题系统为小车及车上的 全部沙子）时，系统的初、末状态都应该对全系统而言，不能在中间变换系统.本题易因为选取系 统错误而导致错解.需要注意的是，漏掉的沙子在刚离开小车的瞬间，其速度与小车的速度是相同 的，离开小车后做平抛运动. 易错点 选定的研究系统受题意影响而发生变化 26 1 课时1 动量守恒的判定动量守恒定律的简单应用 刷提升 27 1.[山东临沂2024高二上联考] 福建舰采用了世界领先水平的电磁弹射装置，设起飞过程中舰载机 发动机的推力和电磁弹射器的推力恒定，阻力为总推力的 .跑道视为水平，从舰载机开始运动 到起飞的过程中( ) C A.舰载机动量最大时，加速度为零 B.舰载机水平方向的动量守恒 C.阻力、电磁弹射器的推力和发动机的推力对舰载机做功之和等于舰载机动能的增加量 D.舰载机发动机的推力和电磁弹射器对舰载机的推力的冲量之和等于舰载机动量的增加量 28 解析 舰载机从开始运动到起飞过程中，受到舰载机发动机的推力、电磁弹射器的推力以及阻力 作用，整个过程中舰载机发动机推力和电磁弹射器推力的合力始终大于阻力，所以动量最大时加 速度不为零，舰载机水平方向动量不守恒，故A、B错误；根据动能定理，舰载机发动机的推力、 电磁弹射器的推力以及阻力做功之和等于舰载机动能的增加量，根据动量定理，它们的冲量之和 等于舰载机动量的增加量，故C正确，D错误. 29 2.[广东梅州田家炳实验中学2023期末] （多选）“胸口碎大石”的原理如图所示，皮囊 放置在 水平地面上，上面压着一块质量的石板，质量的铁锤以 的速度竖 直向下砸中石板，碰撞时间极短，铁锤与石板瞬间达到共同速度，且向下匀变速运动 减 速到零，忽略手持锤的作用力， .则( ) AD A.铁锤与石板碰后瞬间达到的共同速度为 B.铁锤与石板碰撞过程损失的机械能为 C.碰后向下减速到零的过程，皮囊对石板做的总功为 D.碰后向下减速到零的过程，皮囊对石板的冲量大小为 30 解析 铁锤与石板碰撞过程中二者动量守恒，有，解得 ，A正确； 碰撞过程中系统损失的机械能为 ，B错误；铁锤与石板共速后， 对铁锤和石板，由动能定理得，解得 ，皮囊A对石 板做的总功 ，C错误；以竖直向上为正方向，由动量定理可得 ，解得 ，皮囊A对石板的冲量大小为 ，D正确. 31 3.[安徽安庆2024高二上质量检测] （多选）如图所示，在光滑的水平桌面上 有两个体积相同的小球、，质量分别为和 ，两小球中 间夹着一根压缩的轻弹簧，开始时系统处于静止状态，现同时放开、 球和 AC A.球脱离弹簧时球获得的速度大小为 B.弹簧弹开过程，弹簧弹力对球的冲量大小为 C.球从点运动到点过程中所受合外力的冲量大小为 D.弹簧储存的弹性势能为 弹簧.已知球脱离弹簧时的速度为，接着球进入与水平桌面相切、半径为 的竖直面 内的光滑半圆形固定轨道内运动，为竖直半圆形轨道的直径， ，下列说法正确的 是( ) 32 解析 弹簧弹开A、B两球的过程，系统动量守恒，以A球的速度为正方向，有 ， 解得A球脱离弹簧时B球获得的速度大小为 ，A正确；弹簧弹开过程，根据动量定理可 得，弹簧弹力对A球的冲量大小为，B错误；A球从点运动到 点过程中， 设到达点的速度大小为，由机械能守恒定律可得 ，解得 ，故A球可以运动到 点，以向右为正方向，根据动量定理可得 ，即A球从点运动到 点过程中所受合外力的冲量大小为 ，C正确；弹簧储存的弹性势能为 ，D错误. 33 4.如图所示，质量为的平板小车静止在光滑的水平面上，当 时，两个质量分别为 、的小物体、都以大小为 、方向相反的水平速度，同时从平板 小车上表面的左、右两端相向滑动.到它们在小车上停止滑动时，没有相碰，、 与小车上表面 间的动摩擦因数均为，取 ,求： （1）、 在车上都停止滑动时车的速度； [答案] ，方向水平向右 解析 取水平向右为正方向，根据动量守恒定律有 , 解得 ，方向水平向右. 34 （2）在车上刚停止滑动时， 的速度大小； [答案] 解析 当和 都在车上滑动时，在水平方向对它们进行受力分析,如图 所示. 由受力图可知，向右减速，向左减速，小车向右加速，分析三者的运动情况可知, 物体的速度 先减小到与小车速度相等.设减速到与小车速度相等所用时间为，其速度大小为 ，则有 ， ， ， ， 联立解得 . 35 （3） 与车相对滑动的时间. [答案] 解析 取水平向右为正方向，对 ，根据动量定理有 , 解得 . 36 5.[湖北重点高中智学联盟2024高二上联考] （多选）如图所示，盛水的容器中同样大小 的金属球与木球通过细线相连，金属球在下，木球在上，恰好悬浮静止在水下，金属球 与木球的密度之比为 ，现轻轻剪断细线，金属球下沉、木球上浮，忽略细线对球运动 AD A.金属球与木球组成的系统动量始终为零 B.金属球与木球组成的系统机械能守恒 C.金属球与木球的速度大小之比为 D.金属球与木球的动能大小之比为 的影响以及球运动过程中受到的阻力，在木球上浮过程中，金属球未沉入底部，则 ( ) 37 解析 由于初始时两球恰好静止，则剪断细线后以两个球为研究对象，所受合外力为零，系统动 量守恒，由于初动量为零，金属球与木球组成的系统动量始终为零，故A正确；设两球体积均为 ，恰好悬浮静止在水下时有，又有 ，解得 ，，剪断细线后，有 ， ，解得，，又 ，初始时两球速度 均为零，则速度之比为 ，可知相同时间内两球位移大小不同，由于两球所受浮力相 同，则由 可知外力对两球做功大小不同，外力对木球做的正功更多，则金属球与木球组 成的系统机械能不守恒，由，可得 ，故B、C错误，D正确. 38 $$