新知预习2 动量守恒定律-【假期作业】2024年新教材高二物理寒假假期作业

二、动量守恒定律 [知识梳理] 1.(1)①不受　零　②内力　(2)m1v1′＋m2v2′ 2.(1)很短　很大　(2)远大于　(3)守恒　最大 [知能演练] 1.AD　做匀速圆周运动的物体速度大小不变，故动能不变，故A正确；做匀速圆周运动的物体速度方向时刻在改变，故动量不守恒，故B错误；做匀速圆周运动的物体加速度大小不变，方向时刻在改变，故C错误；做匀速圆周运动的物体所受的合外力一定指向圆心，故D正确。 2.A　火箭从发射仓发射出来，受竖直向下的重力、竖直向下的空气阻力和竖直向上的高压气体的推力作用，且推力大小不断减小，刚开始向上的时候高压气体的推力大于向下的重力和空气阻力之和，故火箭向上做加速度减小的加速运动，当向上的高压气体的推力等于向下的重力和空气阻力之和时，火箭的加速度为零，速度最大，接着向上的高压气体的推力小于向下的重力和空气阻力之和时，火箭接着向上做加速度增大的减速运动，直至速度为零，故当火箭的加速度为零时，速度最大，动能最大，故A正确；根据能量守恒定律，可知高压气体释放的能量转化为火箭的动能、火箭的重力势能和内能，故B错误；根据动量定理，可知合力冲量等于火箭动量的增加量，故C错误；根据功能关系，可知高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭机械能的增加量，故D错误。 3.AC　重力的功率为P＝mgv，由题图可知在0～t1时间内，返回舱的速度随时间减小，故重力的功率随时间减小，故A正确；根据vt图像的斜率表示加速度可知在0～t1时间内返回舱的加速度减小，故B错误；在t1～t2时间内由图像可知返回舱的速度减小，故可知动量随时间减小，故C正确；在t2～t3时间内，由图像可知返回舱的速度不变，则动能不变，但由于返回舱高度下降，重力势能减小，故机械能减小，故D错误。 4.BC　该运动员退行速度方向为正方向，设运动员的质量为M，物块的质量为m，物块被推出时的速度大小为v0，运动员第一次推出物块后的退行速度大小为v1。根据动量守恒定律，运动员第一次推出物块时有0＝Mv1－mv0，物块与挡板发生弹性碰撞，以等大的速率反弹；第二次推出物块时有Mv1＋mv0＝－mv0＋Mv2，依此类推，Mv2＋mv0＝－mv0＋Mv3，…，Mv7＋mv0＝－mv0＋Mv8，又运动员的退行速度v8>v0，v7<v0，解得13m<M<15m，即52 kg<M<60 kg，故B、C项正确，A、D项错误。 5.A　设乙物块的质量为m，由动量守恒定律有m甲v甲＋m乙v乙＝m甲v甲′＋m乙v乙′，代入题图中数据解得m乙＝6 kg，进而可求得碰撞过程中两物块损失的机械能为E损＝m甲v＋m乙v－m甲v甲′2－m乙v乙′2，代入题图中数据解得E损＝3 J，选项A正确。 6.解析　(1)组合体分离前后动量守恒，取v0的方向为正方向，有(m＋M)v0＝ Mv＋mv1 解得v1＝。 (2)以B为研究对象，对B列动量定理有FΔt＝ Mv－Mv0 解得F＝。 答案　(1)　(2) 7.解析　(1)对A球从水平位置到竖直位置过程中由机械能守恒得2mgL＝·2m·v 得vA＝ A、B小球碰撞由动量守恒定律和机械能守恒得2mvA＝2mvA′＋mvB′ ·2mv＝·2mvA′2＋mvB′2 联立解得vA′＝ ，vB′＝ 。 (2)对B、C球完全非弹性碰撞，由动量守恒定律得mvB′＝2mv共，得v共＝ 。 答案　(1)　(2) 8.解析　(1)甲、乙滑动时的加速度大小均为 a＝μg＝1 m/s2 甲与乙碰前的速度v1，则 v＝v－2as1 解得v1＝0.3 m/s 甲、乙碰撞时由动量守恒定律 mv1＝mv2＋mv3 解得碰后乙的速度v3＝0.2 m/s 然后乙做减速运动，当速度减为零时则 x＝＝m＝0.02 m＝s2 可知乙恰好能滑到边框a。 (2)甲与乙碰前运动的时间 t1＝＝ s＝0.1 s 碰后甲运动的时间t2＝＝s＝0.1 s 则甲运动的总时间为t＝t1＋t2＝0.2 s。 答案　(1)能　(2)0.2 s 学科网（北京）股份有限公司 $$ 二、动量守恒定律 1.动量守恒定律 (1)守恒条件 ①理想守恒：系统________外力或所受外力的合力为________，则系统动量守恒。 ②近似守恒：系统受到的合力不为零，但当________远大于外力时，系统的动量可近似看成守恒。 ③分方向守恒：系统在某个方向上所受合力为零时，系统在该方向上动量守恒。 (2)动量守恒定律的表达式 m1v1＋m2v2＝________________或Δp1＝－Δp2。 2.弹性碰撞和非弹性碰撞 (1)碰撞：物体间的相互作用持续时间__________，而物体间相互作用力________的现象。 (2)特点：在碰撞现象中，一般都满足内力________外力，可认为相互碰撞的系统动量守恒。 (3)分类 动量是否守恒 机械能否守恒 弹性碰撞 守恒 ________ 非完全弹性碰撞 守恒 有损失 完全非弹性碰撞 守恒 损失________ 1.(多选)(2024·甘肃卷)电动小车在水平面内做匀速圆周运动，下列说法正确的是(　　) A.小车的动能不变 B.小车的动量守恒 C.小车的加速度不变 D.小车所受的合外力一定指向圆心 2.(2022·山东卷)我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征系列运载火箭。如图所示，发射仓内的高压气体先将火箭竖直向上推出，火箭速度接近零时再点火飞向太空。从火箭开始运动到点火的过程中(　　) A.火箭的加速度为零时，动能最大 B.高压气体释放的能量全部转化为火箭的动能 C.高压气体对火箭推力的冲量等于火箭动量的增加量 D.高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量 3.(多选)(2022·湖南卷)神舟十三号返回舱进入大气层一段时间后，逐一打开引导伞、减速伞、主伞，最后启动反冲装置，实现软着陆。某兴趣小组研究了减速伞打开后返回舱的运动情况，将其运动简化为竖直方向的直线运动，其vt图像如图所示。设该过程中，重力加速度不变，返回舱质量不变，下列说法正确的是(　　) A.在0～t1时间内，返回舱重力的功率随时间减小 B.在0～t1时间内，返回舱的加速度不变 C.在t1～t2时间内，返回舱的动量随时间减小 D.在t2～t3时间内，返回舱的机械能不变 4.(多选)水平冰面上有一固定的竖直挡板。一滑冰运动员面对挡板静止在冰面上，他把一质量为4.0 kg的静止物块以大小为5.0 m/s的速度沿与挡板垂直的方向推向挡板，运动员获得退行速度；物块与挡板弹性碰撞，速度反向，追上运动员时，运动员又把物块推向挡板，使其再一次以大小为5.0 m/s的速度与挡板弹性碰撞。总共经过8次这样推物块后，运动员退行速度的大小大于5.0 m/s，反弹的物块不能再追上运动员。不计冰面的摩擦力，该运动员的质量可能为(　　) A.48 kg　B.53 kg C.58 kg D.63 kg 5.甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动，甲追上乙，并与乙发生碰撞，碰撞前后甲、乙的速度随时间的变化如图中实线所示。已知甲的质量为1 kg，则碰撞过程两物块损失的机械能为(　　) A.3 J B.4 J C.5 J D.6 J 6. (2024·江苏卷) 嫦娥六号在轨速度为v0，着陆器对应的组合体A与轨道器对应的组合体B分离时间为Δt，分离后B的速度为v，且与v0同向，A、B的质量分别为m、M。求： (1)分离后A的速度v1； (2)分离时A对B的推力大小。 7.如图所示，有一摆长为L的单摆，摆球A自水平位置由静止摆下，在摆球摆到最低点时与置于该处的B球发生弹性碰撞，导致后者又跟置于同一水平面的C球发生完全非弹性碰撞。假设水平面光滑，不计空气阻力，A球的质量为2m，B、C球的质量为m，重力加速度为g，求： (1)A、B球碰后A球速度； (2)B、C球碰后的共同速度。 8.算盘是我国古老的计算工具，中心带孔的相同算珠可在算盘的固定导杆上滑动，使用前算珠需要归零，如图所示，水平放置的算盘中有甲、乙两颗算珠未在归零位置，甲靠边框b，甲、乙相隔s1＝3.5×10－2 m，乙与边框a相隔s2＝2.0×10－2 m，算珠与导杆间的动摩擦因数μ＝0.1。现用手指将甲以0.4 m/s的初速度拨出，甲、乙碰撞后甲的速度大小为0.1 m/s，方向不变，碰撞时间极短且不计，重力加速度g取10 m/s2。 (1)通过计算，判断乙算珠能否滑动到边框a； (2)求甲算珠从拨出到停下所需的时间。 学科网（北京）股份有限公司 $$