寒假作业(九) 动量守恒定律实验：验证动量守恒定律-【步步维赢·优练必刷】2024-2025学年高二物理寒假作业

4.D撤去外力后，系统所受外力之和为0，所以 右侧滑块的速度为=一4 总动量守恒.设P的动量方向为正方向，则有 pr一pa=0,故pr=pa,因此P和Q的动量大 9.0×108 0.060 m/s=-0.15m/s, 小的比值为1，选项D正确. 则右侧滑块的m2v=150g×(一0.15m/s)= 5.D取竖直向上为正方向，如 -22.5g·m/s. 图所示，由动量定理 777/777 由以上分析知，两滑块质量与速度的乘积的夫 I=△p得(F-g)M=2一m(一)） 量和m101十m22=0. 即Ir-mg△1=m(十） 答案：22.50 则Ix=mg△1十m(2十1)，方向向上， 10.解析：(1)由于平抛运动的竖直分运动为自由 6.C过程I中运动员只受重力作用，所以运动员 落体运动， 在该过程的动量改变量等于重力的冲量，且在 故A-d, 该过程中，对运动員始终有mg△=△p,则出 mg,故A错误，C正确；过程I中运动员的初速 2h=1s 落地时间 度不为0，过程Ⅱ中运动员的末速度为0，故过 △v=w,=gt=10×1m/s=10m/s, 程I、Ⅱ中运动员的总动量改变量不为0，B错 方向竖直向下， 误；过程Ⅱ中运动员的动量改变量等于合外力 故△p=m△u=1×10kg·m/s=10kg·m/s, 的冲量，不等于重力的冲量，故D错误 方向竖直向下 7.D从同一高度落到地面上时，速度相同，动量 (2)小球落地时竖直分速度 相同，与草地或石头接触后，末动量均变为零， 为v,=gt=10m/s.由速度 因此动量变化量相同，因为玻璃杯与石头的作 合成知， 用时间短，由动量定理F1=△v知，此时玻璃 落地速度v=√6十心 杯受到的力F较大，容易碎，D正确 /10+10m/s=10√2m/s, 8.AD运动员做平抛运动，只受重力，是恒力，根 所以小球落地时的动量大小为 据动量定理，动量的改变量等于合力的冲量，任 p'=mv=10√2kg·m/s, 意相等时间内合力的冲量相等，故任意相等时 方向与水平方向的夹角为45 间内动量的改变量相等，故A正确；平抛运动竖 答案：(1)10kg·m/s方向竖直向下 直分运动是自由落体运动，是匀加速运动，故在 (2)10√2kg·m/s方向与水平方向的夹角 相等的时间间隔内竖直分位移不一定相等，重 为45 力做的功不一定相等，故动能增加量不一定相 高二物理寒假作业（九）动量守恒定律 等，故B错误：平抛运动竖直分运动是自由落体 实验：验证动量守恒定律 运动，是加速运动，在下落相等高度的过程中， 1.B小球和小车在水平方向上动量守恒，取向右 时间不一定相等，故合力的冲量不一定相等，动 为正方向，有Mu一mU。=(M十m)u, 量的增加量不一定相等，故C错误；在下落相等 解得v'=5m/s. 高度的过程中，合力的功相等，根据动能定理， 2.D物体在水平拉力作用下由静止开始运动到最 动能的增加量相等，故D正确. 终静止的全程，只有拉力F和摩擦阻力∫做功， 9.解析：以水平向左为正方向，左侧滑块的速度为 故由动能定理有W,一W2=0,得W,=W,;由动 4=4=9.0X108 量定理有I1一12=0，得11=12.故D正确，A、 t 0.040m/s=0.225m/s, B、C错误. 则左侧滑块的m1y1=100g×0.225m/s 3.A小车和小物体组成的系统水平方向的动量 =22.5g·m/s, 守恒且为零，所以当小车和小物体相对静止时， ·52· 系统水平方向的总动量仍为零，则小车和小物 力为零，系统动量守恒：D图中木块下滑过程 体相对于水平面也静止，由能量守恒得gx= 中，斜面体始终受到挡板的作用力，系统动量不 mgR,x=R/,选项A正确，B、C、D错误. 守恒 4,A规定水平向左为正方向，两车刚好不相撞即 9.解析：(1)规定向右为速度正方向.冰块在斜面 最后两车速度相等，设相等的速度为，对两辆 体上运动到最大高度时两者达到共同速度，设 车、两人以及所有货包组成的系统，由动量守恒 此共同速度为，斜面体的质量为m3,由水平方 定律得12m一10m%=(12m十10m)v',解得 向动量守恒和机械能守恒定律得 -费设为使两车不相撞，乙率上的人应抛出 n22o=(m2十m3)v ① m2-m:+n,+m:h 1 ② 货包的最小数量为，以乙及乙车上的人和货包 式中U2o=一3m/s为冰块推出时的速度，联立 为系统，由动量守恒定律得12m=（12m一n· ①②式并代入题给数据得m,=20kg ③ )。十n…0,由题知0=1w,解得n=10 (2)设小孩推出冰块后的速度为1，由动量守恒 定律有 个，选项A正确. m11十m2v20=0 ④ 5.A碰撞后A球的动量增量为一4kg·m/s,则 代入数据得U,=1m/s 同 B球的动量增量为4kg·m/s,所以碰后A球的 设冰块与斜面体分离后的速度分别为2和， 动量为2kg·m/s,B球的动量为10kg·m/s,即 由动量守恒和机械能守恒定律有 nUx=2kg·m/s,mBVB=10kg·m/s,且B= 12U20=17n4U2十1113U3 ⑥ 2mA,v:vg=2:5,所以，选项A正确。 1 2上2空文g22红2力。2 ⑦ 6.BA.P对Q有弹力的作用，并且在力的方向 上有位移，在运动中，P会向左移动，P对Q的 联立③⑥⑦式并代入数据得2=1m/s ⑧ 弹力方向垂直于接触面向上，与Q前后移动连 由于冰块与斜面体分离后的速度与小孩推出冰块 线为位移夹角大于90°，所以P对Q做功不为 后的速度相同且处在后方，故冰块不能追上小孩. 0,故A错误；B.Q在P上运动过程，P和Q构 答案：见解析 成的系统只有重力做功，系统机械能守恒，P、Q 10.解析：滑环固定时，根据机械能守恒定律，有 之间的弹力做功之和必为零，故B正确；CD.因 MgL=2M6,解得w=√2gL. 为系统只有系统内力和重力的作用，所以该P、 滑环不固定时，物块的初速度仍为。，在物块 Q组成的系统机械能守恒，系统水平方向上不 摆起至最大高度h时，它们的速度都为以.在此 受外力的作用，水平方向上动量守恒，但是在竖 直方向上Q有加速度，即竖直方向上不守恒，故 过程中，物块和滑环组成的系统机械能守恒， 水平方向动量守恒，则：Mv。=(m十M)w, C、D错误. 7.B人由A车跳上B车，又由B车跳回A车的 Mvi-(m+M)v+Mgh. 整个过程中，人与A、B两车组成的系统水平方 向动量守恒，系统初动量为零，所以末态A车与 由以上各式，可得A=m山. 人的动量与B车的动量大小相等、方向相反，而 答案nl 人站在A车上，故A车的速度小于B车的速 度，选项B正确. 弹性碰撞和非弹性碰撞 高二物理寒假作业（十） 8.ACA图中子弹和木块组成的系统在水平方 反冲现象火箭 向上不受外力，竖直方向所受合力为零，该系统 1.B根据动量定理有F△t=△mu一0，解得4” △ 动量守恒：B图中在弹簧恢复原长的过程中，系 统在水平方向上始终受墙的作用力，系统动量 F=4.8X10N=1.6×102kg/s,所以选项B v3000m/s 不守恒：C图中木球与铁球组成的系统所受合 正确。 ·53·高二物理寒假作业（九）动量守恒定律实验：验证动量守恒定律 知一识点记 精一典=题练 1.动量守恒定律的性质 1.如图所示，质量为 (1)矢量性：公式中的41、2、和1和'2 m=0.5kg的小 都是矢量，只有它们在同一直线上，并先 球在距离车底部 选定正方向，确定各速度的正、负（表示 一定高度处以初速度，=15m/s向左平 方向)后，才能用代数方法运算。 抛，落在以v=7.5m/s的速度沿光滑水 (2)相对性：速度具有相对性，公式中的 平面向右匀速行驶的小车中，小车足够 u1、u2、u,和u'2应是相对同一参考系的 长，质量为M=4kg,g取10m/s2,则当 速度，一般取相对地面的速度， 小球与小车相对静止时，小车的速度大 (3)同时性：相互作用前的总动量，这个 小是 “前”指相互作用前同一时刻41、2均是 A.4 m/s B.5 m/s 此时刻的瞬时速度；同理，u,、'2应指相 C.8.5m/s D.9.5m/s 互作用后同一时刻的瞬时速度】 2.用水平拉力F拉一物 2.动量守恒定律不同表现形式的表达式的 体，使物体在水平地面 含义 上由静止开始做匀加速 (1)p=p':系统相互作用前的总动量p 直线运动，(1时刻撤去拉力，物体做匀减 等于相互作用后的总动量'， 速直线运动直到t2时刻停止.其速度 (2)△p,=一△p2:相互作用的两个物体组 时间图像如图所示，α>B,若拉力F做的 成的系统，一个物体的动量变化量与 功为W,,冲量大小为I;物体克服摩擦 一个物体的动量变化量大小相等、方向 阻力∫做的功为W2,f的冲量大小为 相反. I,.则下列选项正确的是 (3)△p=0:系统总动量增量为零， A.W>W2,I>I (4)m1u十m22=m1v1′十m2v2':相互作 B.W,<W2,I1>I2 用的两个物体组成的系统，作用前的动 C.W1<W2,I1<I2 量和等于作用后的动量和。 D.W1=W2,11=I2 ·24· 3.如图所示，质量为M的小车静止在光滑 A.左方是A球，碰撞后A、B两球速度大 的水平面上，小车上AB部分是半径为R 小之比为2：5 的1/4光滑圆弧，BC部分是粗糙的水平 B.左方是A球，碰撞后A、B两球速度大 面.今把质量为m的小物体从A点由静 小之比为1：10 止释放，小物体与BC部分间的动摩擦因 数为以，最终小物体与小车相对静止于 C.右方是A球，碰撞后A、B两球速度大 B、C之间的D点，则B、D间的距离x随 小之比为2：5 各量变化的情况是 D.右方是A球，碰撞后A、B两球速度大 小之比为1：10 D 6.如图所示，曲面体P 77777777707700707000nn777 A.其他量不变，R越大x越大 静止于光滑水平面 B.其他量不变，越大x越大 上，物块Q自P的上 C.其他量不变，m越大x越大 端静止释放.Q与P的接触面光滑，Q在 D.其他量不变，M越大x越大 P上运动的过程中，下列说法正确的是 4.如图所示，在光滑 水平面上，甲、乙 两车相向而行，甲 A.P对Q做功为零 的速率为，乙的速率也为u。,甲车和车 B.P和Q之间相互作用力做功之和为零 上人的总质量为10m,乙车和车上人及 C.P和Q构成的系统机械能守恒、动量 货包的总质量为12m,单个货包质量为 守恒 ,为使两车不相撞，乙车上的人以相对 D.P和Q构成的系统机械能不守恒、动 地面为o=11,的速率将货包抛给甲车 量守恒 上的人，则乙车上的人应抛出货包的最 7.两辆质量相同的小车A和B静止于光滑 小数量是 的水平面上，且A车上站有一人，若这个 A.10个 B.11个 C.12个 D.20个 人从A车跳到B车上，接着又跳回A 5.如图所示，光滑水平面上QQ 车，仍与A车保持静止，则此时A车的 有大小相同的A、B两球在同一直线上运 速度 动.两球质量关系为mg=2m4,规定向 A.等于零 右为正方向，A、B两球的动量均为 B.小于B车的速度 6kg·m/s,运动中两球发生碰撞，碰撞 后A球的动量增量为一4kg·m/s.则 C.大于B车的速度 D.等于B车的速速 ·25· 8.(多选)下列四幅图所反映的物理过程 10.如图所示，在光滑的水平 中，动量守恒的是 杆上套有一个质量为m 墙 的滑环，滑环通过一根不 M→ M而N 7777777777 可伸缩的轻绳悬挂着一个质量为M的 在光滑水平面上，子弹 剪断细线，弹簧恢复原 射人木块的过程中，子 长的过程中，M、N和弹 物块（可视为质点），绳长为L.将滑环固 弹和木块组成的系统 簧组成的系统 N 定时，给物块一个水平冲量，物块摆起 木球 后刚好碰到水平杆；若滑环不固定，仍 给物块以同样的水平冲量，求物块摆起 挡板 的最大高度 铁球 两球匀速下降，细线断 木块沿光滑斜面由静止 裂后，它们在水下运动 滑下的过程中，木块和 的过程中。两球组成的 斜面体组成的系统 系统（不计水的阻力） 9.如图，光滑冰 面上静止放 1/i1i1t17ii1n1i7n77n7777n 置一表面光滑的斜面体，斜面体右侧一 蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静 止于冰面上.某时刻小孩将冰块以相对 冰面3m/s的速度向斜面体推出，冰块 平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的 最大高度为h=0.3m(h小于斜面体的 高度).已知小孩与滑板的总质量为m,= 30kg,冰块的质量为m2=10kg,小孩与滑 板始终无相对运动.取重力加速度的大小 g=10m/s2. (1)求斜面体的质量； (2)通过计算判断，冰块与斜面体分离后 能否追上小孩？ ·26·