课时作业(5) 培优课2 动量守恒定律的应用（配套练习）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第一册（人教版2019）

课时作业（五） 培优课二动量守恒定律的应用 答案精解Pw (建议用时：40分钟) [基础题组练] m 题组一某个方向上动量守恒问题 77777777777777777 1,如图所示，曲面体P静止于光滑水平面上，物块Q A.小车、木块、摆球的速度都发生变化，分别变为 自P的上端静止释放.Q与P的接触面光滑，Q在 边、边、，满足(M十m)v=M十M十M% P上运动的过程中，下列说法正确的是 B.摆球的速度不变，小车和木块的速度变为功和 ,满足Mu=M+M C,摆球的速度不变，小车和木块的速度都变为， 满足Mu=(M+m) 4K446640446664640 D.小车和摆球的速度都变为，木块的速度变为 A.P对Q做功为零 B.P和Q之间相互作用力做功之和为零 2,满足(M十mo)=(M十ma)十m2 C.P和Q构成的系统机械能守恒、动量守恒 5.如图所示，轻质弹簧固定在水平面上，上端连着质 D.P和Q构成的系统机械能不守恒、动量守恒 量为m的铁块，铁块上面有一层轻质海绵垫.另一 2.如图所示，一质量为M的沙车，在光滑的水平面上 质量为m的铁块从：正上方0.05m处由静止释 做匀速直线运动，速度为，质量为的铁球以速 放，两铁块碰撞后合在一起继续压缩弹簧（由于海 度v竖直向下落入沙车中，稳定后，沙车的速度 绵垫的缓冲，碰撞时间不可忽略)，对于两铁块与弹 簧组成的系统，下列说法正确的是 () m -海绵 层 mAG M A.M千m mi B.M千m A.两铁块碰撞的过程中动量严格守恒 C.v n B.碰撞后两铁块合在一起压缩弹簧时机械能守恒 C.从两铁块碰撞到弹簧压缩至最短期间动量守恒 3.如图所示，光滑半圆槽的质量为 44 D.从两铁块碰撞到弹簧压缩至最短期间机械能守恒 M,静止在光滑的水平面上，其内 6.(多选)如图所示，A、B两木块紧靠在一起且静止于 表面有一质量为m的小球被细线 光滑水平面上，物块C以一定的初速度。从A的 吊着恰位于槽的边缘处，如果将 左端开始向右滑行，最后停在B木块的右端，对此 线烧断，则小球滑到另一边的最高点时，半圆槽的 过程，下列叙述正确的是 () 速度为 A.0 B向左 B C.向右 D.无法确定 题组二动量守恒定律在多物体多过程问题中的应用 A.当C在A上滑行时，A,C组成的系统动量守恒 4.(多选)如图所示，在质量为M的小车上吊着一小 B.当C在B上滑行时，B、C组成的系统动量守恒 球，小球的质量为。，小车和小球以恒定的速度沿 C,无论C是在A上滑行还是在B上滑行，A、B、C 光滑水平面运动，与位于正前方的质量为m的静止 组成的系统动量都守恒 木块发生碰撞，碰撞时间极短，在此碰撞过程中，下 D.当C在B上滑行时，A、B、C组成的系统动量不 列情况可能发生的是 守恒 ·121 题组三动量守恒定律在临界问题中的应用 静止，A、B一起以=5m/s的速度匀速向右运 7.如图所示，在光滑水平面上有A、B两辆小车，水平 动，A与C发生碰撞（时间极短）后C向右运动，经 面的左侧有一竖直墙，在小车B上坐着一个小孩， 过一段时间，A,B再次达到共同速度一起向右运 小孩与B车的总质量是A车质量的10倍.两车开 动，且恰好不再与C碰撞.求A与C发生碰撞后 始都处于静止状态，小孩把A车以相对地面的速度 瞬间A的速度大小 口推出，A车与墙碰撞后仍以原速率返回，小孩接到 A车后，又把它以相对于地面的速度v推出.每次 推出，A车相对于地面的速度都是，方向向左.若 A车返回时小孩不能再接到A车，则小孩把A车 推出次数为 A.5 B.6 C.7 D.8 8.如图所示，一轻质弹簧两端连着物体A和B,放在 11.如图所示，光滑水平面上A,B两小车质量都是 光滑的水平面上，物体A被水平速度为。的子弹 M,A车前站立一质量为m的人，两车在同一直线 射中并嵌在其中.已知物体A的质量是物体B的 上相向运动.为避免两车相撞，人从A车跳到B 质量的，子弹的质量是物体B的质量的子，弹簧 车上，最终A车停止运动，B车获得反向速度 n,求： 压缩到最短时，B的速度为 ( (1)两小车和人组成的系统的初动量大小： =「wwR (2)为避免两车相撞，若要求人跳跃速度尽量小， 7刀7 则人跳上B车后，A车的速度大小. A登 B譬 c常 D号 [能力提升练] 9.一弹丸在飞行到距离地面5m高时仅有水平速度 %=2m/s,爆炸成甲，乙两块并水平飞出，甲，乙的 质量比为3：1，不计质量损失及空气阻力，重力加 速度g取10m/s2,则下列图中两块弹片飞行的轨 迹可能正确的是 ( 2.5m -2m 21 C D 10.如图所示，光滑水平轨道上放置长木板A(上表面 粗糙)和滑块C,滑块B置于A的左端，三者质量 分别为mA=2kg,ma=1kg,e=2kg.开始时C ·122·12.解析(1)由题意可知，彭程和王磊组成的系统动量守恒，由 程中子弹与A的动量守恒，以子弹的初速度方向为正，根据 动量守恒定律得 (m1十2)v=边十边， 动量守恒定律得mw=(m十3m)u,解得)=华，对子弹、滑 其中m1=40kg,2=60kg,v=1m/s,h=4m/s, 块A、B和弹簧组成的系统，A,B速度相等时弹簧被压缩到 解得边=一1/s,负号表示与原来的运动方向相反 最短，弹簧压缩的过程中，根据动量守恒定律可得(m十 (2)由题意可知，推开彭程的过程中，推力对彭程的冲量改 3m)u=(m十3m十4m),解得=告，选项C正确。 变了彭程的动量，则彭程的动量改变量为 △p=1一m1U, 9.B解析弹九在爆炸过程中，水平方向的动量守恒，有= 由动量定理可得F=△p: 导mm十子m心，解得4=3十运，爆炸后两块弹片均 联立解得F=60N, 由牛頓第三定律知，彭程对王磊的作用力F一F=60N. 微手鹅运动，竖直方向有=号，水平方向对甲，乙两弹 答案(1)1m/s(2)60N 片分别有x甲=g·t,x2=比·t,代入各图中数据，选项B 课时作业（五） 正确 10.解析长木板A与滑块C处于光滑水平轨道上，两者碰撞时 1.B解析Q在P上运动过程，P对Q有弹力且在力的方向上 间极短，长木板A与滑块C组成的系统在碰撞过程中动量 Q有位移，则P对Q做功不为零，远项A错误：Q在P上运 守恒，取水平向右为正方向，则mA=mA十，长木 动过程，P和Q构成的系统只有重力做功，系统机械能守恒， 板A和滑块B达到共同速度后，恰好不再与滑块C碰撞， P、,Q之间的弹力做功之和必为零，系统在水平方向所受合外 即最后三者速度相等，即=，mAUA十g6=(mA十m), 力为零，系统在水平方向动量守恒，但系统在竖直方向所受 联立解得U1=2m/s. 合外力不为零，系统在竖直方向动量不守恒，系统动量不守 答案2m/s 恒，选项B正确，C、D错误. 2.A解析系统在水平方向上不受力的作用，动量守恒，由动 1,解析(1)光滑水平面上，两小车与人系统动量守恒，所以两 小车和人组成的系统的初动量就等于最终A车停止运动 量守位定律可得M=(+m解得=冲造项A 时，B车获得反向速度时系统的动量 正确 由系统动量守恒可得p=(M十m)W, 3.A解析小球和半圆槽组成的系统在水平方向上不受外力， (2)为避免两车恰好不会发生碰撞，最终两车和人具有相同 故系统在水平方向上的动量守恒，即细线被烧断的醉间，系 速度，设共速的速度为功， 统在水平方向上的总动量为零；又由于小球到达最高点时， 由系统动量守恒(M+m)=(2M什m), 小球与半圆槽在水平方向上有相同的速度，设为，由动量 M+m 解得=2M什m0 守恒定律有0=(M十m)u,解得v=0,选项A正确. 4.BC解析在小车与木块直接碰撞的瞬间，彼此作用力很大， 答案(1)(M十m) 20 所以它们的速度在瞬间发生改变，在此期间它们的位移可看 成为零，而摆球并没有直接与木块发生力的作用，因为在它 课时作业（六） 与小车共同匀速运动时，摆线沿竖直方向，因此绳的拉力不 1.D解析如果导轨水平，则滑块应做匀速运动，因此想要更 能改变小球速度的大小，即小球的速度不变，选项A、D错 误：而小车和木块碰撞后，可能以不同的速度继续向前运动， 精准地进行检验可以增大光电门1,2之间的距离，从而更准 确地判断速度是否发生变化：而换用质量更大的滑块、宽度 也可能以共同速度（完全非弹性碰撞）向前运动，选项B、C 更小的遮光条以及提高测量遮光条宽度△x的精确度对速 正确. 度变化均没有影响，选项D正确，A、B、C错误 5.B解析两铁块碰撞的过程，由于受重力和弹簧的支持力作 用，外力不为零，因此两铁块碰撞的过程动量不守恒，选项A 2.解析(1)只要每次让小球从同一槽的同一位置滚下，小球 每次损失的能量相同，小球到达钟槽末端的速度就是相同 错误：碰撞后两铁块合在一起压缩弹簧的过程，两铁块与弹 簧组成的系统机械能守恒，选项B正确：从两铁块开始碰撞 的，所以斜糟轨道是否光滑，对本实验没有影响 到弹簧压缩至最短的过程，所受外力不为零，动量不守恒，选 (2)小球离开轨道后做平抛运动，由于抛出点的高度相等，它 项C错误：从两铁块开始碰撞时不是完全弹性碰撞，有机械 们在空中的运动时间相等，如果碰撞过程动量守恒，则其中 能损失，选项D错误. mA6=mA1十2B2· 6.BC解析当C在A上滑行时，对A、C组成的系统，B对A 其中h=0业 /,✉Oy 的作用力为外力，不等于0，故系统动量不守位，选项A错 则mA·IOP=ma·OM十ma·ON|, 误：当C在B上滑行时，A,B已分离，对B、C组成的系统，沿 代入数据可得m1×2L=mA×1.5L十mm×2.5L, 水平方向不受外力作用，故系统动量守恒，选项B正确：若将 整理得m:mg=5:1. A、B、C视为一个系统，则沿水平方向无外力作用，系统动量 (3)若仅改两小球的材质，小球质量不变，小球A释放的初 守恒，选项C正确，D错误 始位置不变，发生弹性碰撞时，被小球获得速度最大，则有 7.B解析第一次推出后有心=10，第二次推出后有 U十10M=10m2一n,第3次推出后有mv十10n为= mw=ma十m咖w,号m,暖=名mo时+之mi, 1 10物一m,以此类推可得第n次推出后有m十10。-1= 10m,一m,解得=2，要使小孩不能接到A本，则 2A00 联立解得一m入十mB 则小球B的落，点到O,点的距离最大可能为 ≥，则有n≥5.5，则小孩把A车推出6次后，A车返回时 小孩不能再接到A车，选项B正确. nn·oPp-×2L-9 8.C解析根据题意可知，B的质量为4m,A的质量为31，子 弹的质量为m,子弹刚射入物块A时，具有最大速度，此过 器a无(25：13)9 ·198.