高效作业4 3 动量守恒定律-【精彩三年】2024-2025学年高中物理选择性必修第一册课程探究与巩固PPT课件（人教版2019）

高效作业4 [3　动量守恒定律] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 [A级　新教材落实与巩固] 1．(多选)两物体相互作用前后的总动量不变，则下列说法正确的是(　 　) A．两物体组成的系统一定不受外力作用 B．两物体组成的系统一定不受外力或所受合力为0 C．两个物体动量改变量的大小相同 D．两个物体动量改变量的大小不同 BC 【解析】系统动量守恒并不是说系统一定不受外力，也可能受外力但是合力为0，故A错误，B正确；由动量守恒定律可知，两个物体动量改变量的大小相同，故C正确，D错误。 2．关于系统动量守恒的条件，下列说法正确的是(　　) A．只要系统内存在摩擦力，系统动量就不可能守恒 B．只要系统中有物体具有加速度，系统动量就不守恒 C．系统中所有物体的加速度都为0时，系统的总动量不一定守恒 D．只要系统所受的合力为0，系统动量就守恒 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 D 【解析】若系统内存在摩擦力，而系统所受的合力为0，系统的动量仍守恒，故A错误；系统中有物体具有加速度时，系统的动量也可能守恒，比如碰撞过程，两个物体的速度都改变，都有加速度，单个物体受力作用，系统的动量却守恒，故B错误；系统内所有物体的加速度都为0时，各物体的速度恒定，动量恒定，总动量一定守恒，故C错误；动量守恒的条件是系统所受合力为0，故D正确。 3．下列情形中，满足动量守恒条件的是(　　) A．用铁锤打击放在铁砧上的铁块，打击过程中，铁锤和铁块的总动量 B．子弹水平穿过放在光滑桌面上的木块的过程中，子弹和木块的总动量 C．子弹水平穿过墙壁的过程中，子弹和墙壁的总动量 D．棒击垒球的过程中，棒和垒球的总动量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 B 【解析】铁锤和铁砧竖直方向所受合力不为0，动量不守恒，A错误；子弹水平穿过光滑桌面上木块的过程中，系统所受合力为0，所以子弹和木块的总动量守恒，故B正确；墙壁受地面的作用力，系统所受合力不为0，总动量不守恒，故C错误；棒受人手的作用力，故棒和垒球所受合力不为0，总动量不守恒，故D错误。 4．如图所示，物体A的质量是物体B的质量的2倍，两物体中间压缩一轻质弹簧，放在光滑的水平面上。由静止同时放开两手后的一小段时间内(　　) A．A的速率始终等于B的速率 B．A的动量大小大于B的动量大小 C．A受的合力大小大于B受的合力大小 D．A的动量不等于B的动量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 D 【解析】两物体在弹开的过程中总动量守恒，故动量的大小一直相等，因两物体的质量不相等，故两物体的速率不相等，故A、B错误；两物体所受合力均等于弹簧的弹力，故弹簧对两物体的弹力大小相等，故C错误；两物体动量守恒，故总动量为0，则两物体的动量方向相反、大小相等，故动量不相等，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 5．如图所示，甲木块的质量为m1，以速度v沿光滑水平地面向前运动，正前方有一静止的质量为m2的乙木块，乙木块上连有一轻质弹簧。甲木块与弹簧接触后(　　) A．甲木块的动量守恒 B．乙木块的动量守恒 C．甲、乙两木块所组成系统的动量守恒 D．甲、乙两木块所组成系统的动能守恒 C 【解析】根据动量守恒的条件，以甲、乙两木块为一系统，系统的动量守恒，A、B错误，C正确；甲、乙两木块的一部分动能转化为弹簧的弹性势能，系统的动能不守恒，D错误。 6．把一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑的水平面上，枪发射出一颗子弹时，关于枪、子弹和车，下列说法中正确的是(　　) A．枪和子弹组成的系统动量守恒 B．枪和车组成的系统动量守恒 C．因为子弹和枪筒之间的摩擦力很小，三者组成的系统的动量变化很小，可忽略不计，故系统动量近似守恒 D．三者组成的系统动量守恒，因为系统只受重力和地面支持力这两个外力作用，这两个外力的合力为0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 D 【解析】由于枪水平放置，故三者组成的系统除受重力和支持力(两外力平衡)外，不受其他外力，动量守恒，故D正确。子弹和枪筒之间的力为系统的内力，对系统的总动量没有影响，故C错误。枪和子弹组成的系统受到车对其的外力作用，车和枪组成的系统受到子弹对其的外力作用，动量都不守恒，故A、B错误。 7．如图所示，甲、乙两物体在光滑水平面上沿同一直线相向运动，物体甲、乙的速度大小分别为3 m/s和1 m/s；碰撞后甲、乙两物体都反向运动，速度大小均为2 m/s。物体甲、乙质量之比为(　　) A．2∶3 B．2∶5 C．3∶5 D．5∶3 【解析】选取碰撞前甲物体的速度方向为正方向，根据动量守恒定律有－m甲v′1＋m乙v′2＝m甲v1－m乙v2，代入数据可得m甲∶m乙＝3∶5，选项C正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 C 8．[2023·丽水中学检测] 航天员在太空中出太空舱时，不小心触碰舱门获得了一个相对于太空舱的漂移速度v，远离太空舱而去。为确保安全，航天员调整自身方向，打开了动力装置的开关，沿速度方向一次喷出质量为Δm的氮气后，航天员相对太空舱静止。已知喷出氮气前航天员及所带装备的总质量为M，则喷出的气体相对太空舱的速度大小是(　　) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 9．如图所示，在光滑水平面上质量分别为mA＝2 kg、mB＝4 kg，速率分别为vA＝5 m/s、vB＝2 m/s的A、B两小球沿同一直线相向运动，则(　　) A．它们碰撞前的总动量是18 kg·m/s，方向水平向右 B．它们碰撞后的总动量是18 kg·m/s，方向水平向左 C．它们碰撞后的总动量是2 kg·m/s，方向水平向左 D．它们碰撞前的总动量是2 kg·m/s，方向水平向右 D 【解析】取水平向右为正方向，设碰撞后总动量为p，则根据动量守恒定律得p＝mAvA－mBvB＝(2×5－4×2) kg·m/s＝2 kg·m/s，p＞0，说明碰撞后总动量方向水平向右，则碰撞前总动量方向也水平向右，故选D。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 [B级　素养养成与评价] 10．(多选)如图所示，两物体A、B用轻质弹簧相连静止在光滑水平面上，现同时对A、B两物体施加等大反向的水平恒力F1、F2，使A、B同时由静止开始运动。在运动过程中，关于A、B两物体及弹簧组成的系统，正确的说法是(弹簧不超过其弹性限度)(　 　) A．动量始终守恒 B．机械能不断增加 C．当弹簧伸长到最长时，系统的机械能最大 D．当弹簧弹力的大小与F1、F2的大小相等时，A、B两物体速度为0 AC 【解析】由题意，F1、F2等大反向，A、B两物体及弹簧组成的系统所受的合力为0，系统的动量始终守恒，故A正确。在弹簧拉伸的整个过程中，拉力一直对系统做正功，系统机械能增加，物体A、B均做变加速运动，速度先增大后减小，当速度减小为0时，弹簧伸长到最长，系统的机械能最大；此后在弹簧收缩的过程中，F1、F2都做负功，系统的机械能会减小，故B错误，C正确。在拉力作用下，物体A、B开始做加速运动，弹簧伸长，弹簧弹力变大，外力做正功，系统的机械能增大；当弹簧弹力大小等于拉力时物体受到的合力为0，速度达到最大，之后弹簧弹力大于拉力，两物体做减速运动，直到速度为0时，弹簧伸长量达到最大，因此A、B先做变加速运动，当F1、F2和弹力大小相等时，A、B的速度最大，不为0，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 11．[2023·深圳中学检测] 劳动者抛沙袋入车的情境如图所示。一排人站在平直的轨道旁，分别标记为1，2，3，…已知车的质量为40 kg，每个沙袋质量为5 kg。当车经过一人身旁时，此人将一个沙袋沿与车前进相反的方向以4 m/s的速度抛入车内，沙袋与车瞬间就获得共同速度。已知车原来的速度大小为10 m/s，当车停止运动时，一共抛入的沙袋数量为(　　) A．20个 B．25个 C．30个 D．40个 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 12．一弹簧枪对准以6 m/s的速度沿光滑桌面迎面滑来的木块发射一颗铅弹，铅弹射出速度为10 m/s，铅弹射入木块后未穿出，木块继续向前运动，速度变为5 m/s。如果想让木块停止运动，并假定铅弹射入木块后都不会穿出，则应再向木块迎面射入的铅弹数为(　　) A．5颗 B．6颗 C．7颗 D．8颗 D 【解析】以木块的初速度方向为正方向，设第一颗铅弹打入木块后，铅弹和木块的共同速度为v，木块和铅弹的质量分别为m1和m2，由动量守恒定律得(m1＋m2)v＝m1v1－m2v2，即5(m1＋m2)＝6m1－10m2，解得m1＝15m2。设要使木块停下来，总共至少打入n颗铅弹，以铅弹与木块组成的系统为研究对象，由动量守恒定律得0＝m1v1－nm2v2，解得n＝9，总共至少要打入9颗铅弹，即还需要再打入8颗铅弹，故D正确。 13．一个原来静止的原子核发生衰变时，放出一个动量大小为p1的电子，同时在垂直于电子运动方向上放出动量大小为p2的某种粒子，则衰变后新原子核的动量(　　) A．大小为p1＋p2 C．方向与p1方向相反 D．方向与p2方向相反 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 14．[2023·萧山中学检测] 在图甲、乙、丙所示的三种情境中，A和B组成的系统动量是否守恒？动能是否变化？简述理由。 图甲：小球B与靠在墙角的物体A碰撞后以同样大小的速度弹回。 图乙：人A在小车B上突然行走，小车后退(忽略小车与地面间的摩擦力)。 图丙：木块A在木板B上滑动，木块与木板、木板与地面之间的接触面均粗糙。 答案：见解析　 【解析】题图甲：小球B与靠在墙角的物体A碰撞过程，A、B组成的系统受到墙壁的作用力，合力不为0，动量不守恒；由于B碰后以同样大小的速度弹回，即速度大小不变，故系统动能不变。 题图乙：人A在小车B上突然行走，小车后退的过程，A、B组成的系统所受合力为0，动量守恒；由于人A和小车B间只有静摩擦力作用，没有摩擦生热，故系统动能不变。 题图丙：木块A在木板B上滑动过程，木板受到地面摩擦力作用，系统所受合力不为0，动量不守恒；由于木块A和木板B间发生相对滑动，有摩擦生热，故系统动能变小。 15．[2023·瑞安中学检测] 如图所示，人站在滑板A上，以v0＝3 m/s的速度沿光滑水平面向右运动。当靠近前方的横杆时，人相对滑板竖直向上起跳越过横杆，A从横杆下方通过，与静止的滑板B发生碰撞并粘在一起，之后人落到B上，与滑板一起运动。已知人、滑板A和滑板B的质量分别为m人＝70 kg、mA＝10 kg和mB＝20 kg。求： (1)滑板A、B碰撞过程中，滑板A对滑板B的冲量大小和方向。 (2)人最终与滑板的共同速度的大小。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案：(1)20 N·s，方向水平向右(2)2.4 m/s 【解析】(1)人跳起后，滑板A与滑板B碰撞前后动量守恒，设碰后滑板A、B的速度为v1，由动量守恒定律得 (mA＋mB)v1＝mAv0 代入数据解得v1＝1 m/s 由动量定理可得，A对B的冲量 I＝mBv1＝20×1 N·s＝20 N·s 方向水平向右。 (2)人下落与滑板A、B作用前后，水平方向动量守恒，设共同速度为v2，由动量守恒定律得 (m人＋mA＋mB)v2＝m人v0＋(mA＋mB)v1 代入数据解得v2＝2.4 m/s 感谢聆听，再见！ A．v B．v C．v D．v 【解析】以太空舱为参考系，航天员打开动力装置喷出气体的过程动量守恒，有Δmv1＋0＝Mv，可得喷出的气体相对太空舱的速度大小是v1＝v，故选B。 【解析】设一共抛入n个沙袋，这些沙袋抛入车的过程，满足动量守恒，可得0＝Mv0－n·mv，解得n＝＝20，即抛入20个沙袋，车恰好停止运动，故选A。 B．大小为 【解析】静止的原子核发生衰变时动量守恒，初动量为0，则新原子核、电子和粒子的合动量为0，电子和粒子的合动量大小为p＝，则衰变后新原子核的动量大小为，方向与电子和粒子的合动量方向相反，故选B。 　 $$