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Word教参（人教版2019）

学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 D.zxxk.com 您身边的互联网+教辅意家 高效作业5[拓展与归类·专题研析2 动量守恒定律的应用 [A级 新教材落实与巩固 1. 满载矿子的总质量为M的小车,在光滑水平面上做匀速运动,速度为o 。在行驶途中有质量为m的沙子从车上漏出,则沙子漏出后小车的速度应为 A) A. 0 B. MvOM-m C. mOM-m D. (M-m)vOM 【解析】沙子从车上漏出的瞬间由于惯性水平方向的速度仍然为7。, 设小车 速度为o,根据水平方向动量守恒可得nro。+(M一m)y'一Mo,解得v'一v,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)(C) 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。 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(C) -塞子 A. 系统动量守恒 B. 系统机械能守恒 独家授权侵权必究 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 D.zxxk.com ) 您身边的互联网+教辅专家 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 【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。 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14圆孤轨道。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(B) 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 【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。 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 和B,A的质量为m4,B的质量为m,mm。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) ### A. 向左运动 B.左右往返运动 C. 向右运动 D. 静止不动 【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 独家授权侵权必究 & 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 D.zxxk.oom 您身边的互联网+教辅专家 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=100kg的小船静止在平静水面上,船两端载着m甲=40kg、n -60kg的游泳者,在同一水平线上甲朝左、乙朝右同时以相对于岸3m/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) A.向左,小于1m/s B. 向左,大于1m/s C. 向右,大于1m/s D. 向右,小于1m/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甲一mz? +Mo=0,所以o-0.6m/s,>0表示小船速度方向向左,故选A 7. 小车静止在光滑水平面上,站在车上的人练习打靴(人相对于小车静止不 动),装在车上的另一端,如图所示。已知车、人、枪和靴的总质量为M(不含 子弹),子弹的质量为n。若子弹离开枪口的水平速度大小为o(相对于地面,空气 阻力不计),子弹打入钯中且留在靴里,则子弹射入祀中后,小车获得的速度大小 为(A) ### A.0 B.mvoM C. mOM+m D. myOM-n 【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 入翻中后系统动量也为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 独家授权侵权必究 & 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 D.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 度大小变为v2,方向仍向右,则炮弹相对炮简的发射速度v。为(B) 7# A.m(v1-v2)+mv2m B. MvI-v2)m C. m(v1-v2)+2mv2m D.MI-v2)-m(vI-v2n 【解析】炮弹相对地面的发射速度为v。十; 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一m)p+m(v。+v) -Mo,解得v=M(vI-v2)m,故选B。 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, 质量为m的木块以初速度o。水平地滑至车的上表面。若车表面足够长,则(A) A. 本块的最终速度为mM+mo。 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,本块减少的动量越多 D. 车表面越粗糙,小车获得的动量越多 【解析】由本块和小车组成的系统水平方向动量守恒易得A正确;本块和小 车动量的变化与小车上表面的粗精程度无关,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。 10. [2023嘉兴一中检测](多选)本块a和用一根轻弹篱连接起来,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策压缩,如图所示。 当撤去外力后,下列说法正确的是(BC) 0x A.a尚未离开墙壁前:a和组成的系统动量守恒 B. a尚未离开墙壁前,a和组成的系统动量不守恒 独家授权 侵权必究 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 D.zxxk.com ) 身边的互联网+教辅专家 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和万组成的系统动量不守恒 【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。 [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:v。为(D) A.1:2 B.1:3 C.2:1 D.2:3 【解析】设碰前A球的速率为v,根据题意mo=2n。,得碰前v一v2,碰后 v=v2,由动量守恒定律有m×v2+2mo'。=mo+2mv,解得v;=3v4,所以vA: v'-v2:3v4-23,故选D。 12. 如图所示,质量为M的小船在静止水面上以速率vo向右匀速行驶; 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) 1 A. v+nMo B. -mo C. v。+nM(v。十o) D. vo+mM(o-v) 【解析】小船和救生员组成的系统满足动量守恒,则m(-o)+Mo'=M+m) vo,解得v’一v+mM(o。+v),选项C正确。 13. [2023石家庄一中检测]如图所示,一玩具小车携带若干弹九在半径为 R的水平光滑轨道上以速率v做匀速圆周运动,每颗弹凡的质量均为m,车和弹 凡的总质量为M(M一20m),若小车每转一周便沿运动方向相对地面以恒定速度 (=5v)发射一颗弹凡,求小车发射第几颗弹凡后静止。 独家授权侵权必究 · 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 D.2xxk.com 您身边的互联网+教辅专家 答案:4 【解析】设发射第一颗弹凡后瞬间小车的速度为; 在发射第一颗弹为前后 瞬间,系统沿圆周切线方向动量守恒,即 (M-m)+mo=Mo 解得v1-Mv0-mvM-m 设发射第二颗弹凡后瞬间小车的速度为. 同理可得 (M-2m)+m-(M-m) 解得o-Mv0-2mvM-2n 依次类推可知,发射第n颗弹凡后瞬间小车的速度为 0.-Mv0-nvM-nn 令v.=0并代入题给条件可得n=My0r=4 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xt图线,c为碰后它们的xi图线。若A球质量为 1kg,则B球质量是多少? xm 答案:23kg 【解析】由题图可知,碰前v.=4-102m/s=-3m/s p.=4-02m/s-2m/s 碰后v.-2-44-2m/s--1m/s 由碰撞过程中动量守恒,有(m+m).三mo.+m} 代入数据得m=23kg 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m=2kg、m=1k 独家授权侵权必究 & 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 D.2xxk.oom 您身边的互联网+教辅专家 、mc=2kg。开始时C静止,A、B一起以vo=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。 C 答案:2m/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m+mc=n 长本板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v一v,由动量守恒定律有 (m+n+mc)o=(m+m) 联立解得-2m/s 独家授权侵权必究