高效作业5 拓展与归类•专题研析2 动量守恒定律的应用-【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5 [拓展与归类•专题研析2　动量守恒定律的应用] 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．满载砂子的总质量为M的小车，在光滑水平面上做匀速运动，速度为v0。在行驶途中有质量为m的砂子从车上漏出，则砂子漏出后小车的速度应为(　　) A 【解析】砂子从车上漏出的瞬间由于惯性水平方向的速度仍然为v0，设小车速度为v′，根据水平方向动量守恒可得mv0＋(M－m)v′＝Mv0，解得v′＝v0，故A正确。 2．在匀速行驶的船上，当船上的人相对于船竖直向上抛出一个物体时，船的速度将(水的阻力不变)(　　) A．变大 B．变小 C．不变 D．无法判定 【解析】相对于船竖直向上抛出物体时，由于惯性，在水平方向上物体仍然具有和船同方向的速度，船和物体组成的系统在水平方向动量守恒，故船速不变，故选C。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 C 3．如图所示，光滑水平面上静止着一辆小车，倾斜试管中的水在酒精灯上加热一段时间后产生大量水蒸气，达到一定压力时，瞬间将塞子喷出。不计水蒸气的质量和其他阻力，酒精灯固定在小车上，将水平面上的小车、酒精灯、试管、水、塞子等物体看作一个系统，则关于塞子被喷出的这一极短过程，下列说法正确的是(　　) A．系统动量守恒 B．系统机械能守恒 C．如果将小车固定在地面上，塞子被喷出的速度将增大 D．小车对地面的压力等于系统总重力 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 C 【解析】塞子喷出瞬间，试管内的气体对小车有斜向左下的作用力，所以小车对水平面的压力大于系统总重力，对于整个系统，合力不为0，动量不守恒，A、D错误；水蒸气的内能转化为车的动能和塞子的动能，使系统的机械能增加，如果将小车固定在地面上，则塞子获得的动能增大，塞子被喷出的速度将增大，B错误，C正确。 A．小球下滑过程中，小车和小球组成的系统总动量守恒 B．小球下滑过程中，小车和小球组成的系统总动量不守恒 C．小球下滑过程中，小车和小球组成的系统在水平方向上动量不守恒 D．小球下滑过程中，小车和小球组成的系统机械能不守恒 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 B 【解析】当小球沿光滑曲面下滑时，小球和小车组成的系统所受合力不为0，动量不守恒，但小车和小球在水平方向上的合力为0，此方向上动量守恒，故A、C错误，B正确；除重力外其他无力做功，小车和小球组成的系统机械能守恒，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 5．如图所示，在光滑的水平地面上有一辆平板车，车的两端分别站着人A和B，A的质量为mA，B的质量为mB，mA>mB。最初人和车都处于静止状态。现在，两人同时由静止开始相向而行，A和B相对地面的速度大小相等，则车(　　) A．向左运动 B．左右往返运动 C．向右运动 D．静止不动 A 【解析】两人与车组成的系统动量守恒，开始时系统动量为0，两人以大小相等的速度相向运动，A的质量大于B的质量，则A的动量大于B的动量，A、B的总动量方向与A的动量方向相同，即向右，要保证系统动量守恒，即系统总动量为0，则小车应向左运动，故A正确。 6．质量m＝100 kg的小船静止在平静水面上，船两端载着m甲＝40 kg、m乙＝60 kg的游泳者，在同一水平线上甲朝左、乙朝右同时以相对于岸　3 m/s的速度跃入水中，如图所示，则小船的运动方向和速度为(　　) A．向左，小于1 m/s B．向左，大于1 m/s C．向右，大于1 m/s D．向右，小于1 m/s 【解析】取甲的速度方向为正方向，根据动量守恒定律有m甲v甲－m乙v乙＋Mv＝0，所以v＝0.6 m/s，v>0表示小船速度方向向左，故选A。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 A 7．小车静止在光滑水平面上，站在车上的人练习打靶(人相对于小车静止不动)，靶装在车上的另一端，如图所示。已知车、人、枪和靶的总质量为M(不含子弹)，子弹的质量为m。若子弹离开枪口的水平速度大小为v0(相对于地面，空气阻力不计)，子弹打入靶中且留在靶里，则子弹射入靶中后，小车获得的速度大小为(　　) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 A 【解析】车、人、枪、子弹组成的系统所受合力为0，系统动量守恒，以子弹的初速度方向为正方向，射击前系统动量为0，由动量守恒定律可知，子弹射入靶中后系统动量也为0，车的速度为0，故A正确。 8．如图所示，自行火炮连同炮弹的总质量为M，当炮管水平，火炮车在水平路面上以v1的速度向右匀速行驶时，发射一枚质量为m的炮弹后，火炮车的速度大小变为v2，方向仍向右，则炮弹相对炮筒的发射速度v0为(　　) 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，质量为M的小车置于光滑的水平面上，车的上表面粗糙，一质量为m的木块以初速度v0水平地滑至车的上表面。若车表面足够长，则(　　) B．由于车表面粗糙，小车和木块所组成的系统动量不守恒 C．车表面越粗糙，木块减少的动量越多 D．车表面越粗糙，小车获得的动量越多 A 【解析】由木块和小车组成的系统水平方向动量守恒易得A正确；木块和小车动量的变化与小车上表面的粗糙程度无关，因为车表面足够长，最终各自的动量及动量变化量与摩擦力大小无关，B、C、D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 10．[2023·嘉兴一中检测] (多选)木块a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上，在b上施加向左的水平力使弹簧压缩，如图所示。当撤去外力后，下列说法正确的是(　 　) A．a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量守恒 B．a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统动量不守恒 C．a离开墙壁后，a和b组成的系统动量守恒 D．a离开墙壁后，a和b组成的系统动量不守恒 BC 【解析】当撤去外力F后，a尚未离开墙壁前，系统受到墙壁的作用力，系统所受的合力不为0，所以a和b组成的系统的动量不守恒，A错误，B正确；a离开墙壁后，系统所受合力为0，所以a、b组成的系统的动量守恒，C正确，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 [B级　素养养成与评价] 11．A球的质量是m，B球的质量是2m，它们在光滑的水平面上以相同的动量运动，B在前，A在后，发生正碰后，A球仍朝原方向运动，但其速率是原来的一半，碰后两球的速率之比v′A∶v′B为(　　) A．1∶2 B．1∶3 C．2∶1 D．2∶3 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 12．如图所示，质量为M的小船在静止水面上以速率v0向右匀速行驶，一质量为m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v水平向左跃入水中，则救生员跃出后小船的速率为(　　) C 13．[2023·石家庄一中检测] 如图所示，一玩具小车携带若干弹丸在半径为R的水平光滑轨道上以速率v0做匀速圆周运动，每颗弹丸的质量均为m，车和弹丸的总质量为M(M＝20m)，若小车每转一周便沿运动方向相对地面以恒定速度v(v＝5v0)发射一颗弹丸，求小车发射第几颗弹丸后静止。 答案：4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 14．A、B两球沿同一条直线运动，它们碰撞前后的运动情况如图所示。其中a、b分别为A、B两球碰前的x-t图线，c为碰后它们的x-t图线。若A球质量为1 kg，则B球质量是多少？ 15．[2023·义乌中学检测] 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置于木板A的左端，三者质量分别为mA＝2 kg、mB＝1 kg、mC＝2 kg。开始时C静止，A、B一起以v0＝5 m/s的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞(时间极短)后C向右运动，经过一段时间，A、B再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞。求A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案：2 m/s　 【解析】长木板A与滑块C处于光滑水平轨道上，两者碰撞时间极短，碰撞过程中滑块B与长木板A间的摩擦力可以忽略不计，长木板A与滑块C组成的系统在碰撞过程中动量守恒，取水平向右为正方向 则mAvA＋mCvC＝mAv0 长木板A和滑块B达到共同速度后，恰好不再与滑块C碰撞，即最后三者速度相等，即vC＝v，由动量守恒定律有 (mA＋mB＋mC)v＝(mA＋mB)v0 联立解得vA＝2 m/s 感谢聆听，再见！ A．v0 B． C． D． 4．如图所示，光滑水平面上静止着一辆质量为M的小车，小车上有一光滑的半径为R的圆弧轨道。现在一质量为m的光滑小球从轨道的上端由静止开始释放，下列说法正确的是(　　) A．0 B． C． D． A． B． C． D． 【解析】炮弹相对地面的发射速度为v0＋v2，火炮车与炮弹组成的系统动量守恒，以火炮车的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得(M－m)v2＋m(v0＋v2)＝Mv1，解得v0＝，故选B。 A．木块的最终速度为v0 【解析】设碰前A球的速率为v，根据题意mv＝2mvB，得碰前vB＝，碰后v′A＝，由动量守恒定律有m×＋2mv′B＝mv＋2mvB，解得v′B＝，所以v′A∶v′B＝∶＝，故选D。 A．v0＋v B．v0－v C．v0＋(v0＋v) D．v0＋(v0－v) 【解析】小船和救生员组成的系统满足动量守恒，则m·(－v)＋Mv′＝(M＋m)v0，解得v′＝v0＋(v0＋v)，选项C正确。 【解析】设发射第一颗弹丸后瞬间小车的速度为v1，在发射第一颗弹丸前后瞬间，系统沿圆周切线方向动量守恒，即(M－m)v1＋mv＝Mv0 解得v1＝ 设发射第二颗弹丸后瞬间小车的速度为v2，同理可得 (M－2m)v2＋mv＝(M－m)v1 解得v2＝ 依次类推可知，发射第n颗弹丸后瞬间小车的速度为vn＝ 令vn＝0并代入题给条件可得n＝＝4 答案： kg 【解析】由题图可知，碰前va＝ m/s＝－3 m/s vb＝ m/s＝2 m/s 碰后vc＝ m/s＝－1 m/s 由碰撞过程中动量守恒，有(mA＋mB)vc＝mAva＋mBvb 代入数据得mB＝ kg $$