（作业本）第2节 动量守恒定律及其应用（PPT课件）-【顶尖课课练】2025-2026学年高中物理选择性必修第一册（鲁科版 2019）

1 作业本 第1章 动量及其守恒定律 第2节 动量守恒定律及其应用 《顶尖课课练·物理（选择性必修 第一册）（鲁科版）》配套课件 2 （限时60分钟） ◆夯实基础 1.关于系统动量守恒的条件，下列说法中正确的是( ) C A. 只要系统内存在摩擦力，系统的动量就不可能守恒 B. 只要系统中有一个物体具有加速度，系统的动量就不守恒 C. 只要系统所受的合外力为零，系统的动量就守恒 D. 系统中所有物体的加速度都为零时，系统的总动量不一定守恒 3 解析 根据动量守恒的条件即系统所受合外力为零可知，选项C正确； 系统内存在摩擦力，若系统所受的合外力为零，动量也守恒，选项A错 误；系统内各物体之间有着相互作用，对单个物体来说，合外力不一定 为零，加速度不一定为零，但整个系统所受的合外力仍可为零，动量守 恒，选项B错误；系统内所有物体的加速度都为零时，各物体的速度恒 定，动量恒定，总动量一定守恒，选项D错误。 4 2.（多选）下面物体在相互作用过程中系统动量守恒的有( ) AD A. 人在船上行走，人与船组成的系统（不计水的阻力） B. 子弹射穿一棵小树，子弹与小树组成的系统 C. 人推平板车前进，人与平板车组成的系统 D. 静止在空中的热气球下方吊篮突然脱落，吊篮与热气球组成的系统 （不计空气阻力） 5 解析 人在船上行走，在不计水的阻力的情况下，人和船组成的系统所 受合外力为零，系统的动量守恒；子弹射穿小树过程，子弹和小树组成 的系统所受合外力不为零，动量不守恒；人推平板车前进，人受到地面 的摩擦力，人与平板车组成的系统所受合外力不为零，动量不守恒，故 选项A正确，B、C错误；静止在空中的热气球所受的浮力与总重力平衡， 竖直方向上的合力为零，而吊篮脱落后，系统竖直方向上的合力仍为零， 系统动量守恒，D正确。 6 3.如图所示的装置中，木块 与水平桌面间的接触是 光滑的，子弹 沿水平方向射入木块后留在木块内， B A. 动量守恒，机械能守恒 B. 动量不守恒，机械能不守恒 C. 动量守恒，机械能不守恒 D. 动量不守恒，机械能守恒 解析 在弹簧压缩至最短的过程中，受到墙对弹簧向右的作用力，系统 动量不守恒。子弹射入木块的过程中克服摩擦力做功，动能转化为内能， 所以机械能不守恒。 将弹簧压缩到最短。现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象 （系统），则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过 程中( ) 7 4.一炮艇总质量为，以速度 匀速行驶，从艇上以相对海岸的水平速 度沿前进方向射出一质量为的炮弹，发射炮弹后艇的速度为 。若 不计水的阻力，则下列各关系式中正确的是( ) A A. B. C. D. 解析 以炮弹和艇 为系统，系统动量守恒，则有 ,选项A正确。 8 5.在高速公路上发生一起交通事故，一辆质量为 向南行驶的长 途客车迎面撞上了一辆质量为 向北行驶的卡车，碰撞后两辆 车接在一起，并向南滑行了一小段距离后停下。根据测速仪的测定，长 途客车碰前以 的速率行驶，由此可判断卡车碰撞前的行驶速率 ( ) A A. 小于 B. 大于，小于 C. 大于，小于 D. 大于，小于 解析 两车碰撞过程中系统动量守恒，两车相撞后向南滑行，则系统总 动量方向向南，即， ， 解得 ，故A正确。 9 6.如图所示，车厢长度为，质量为 ，静止于光滑水平面上，车厢内 有一质量为的物体以速度向右运动，与车厢壁来回碰撞 次后，静 止于车厢中，这时车厢的速度为( ) C A. ，水平向右 B. 0 C. ，水平向右 D. ，水平向右 解析 取车厢和物体为一个系统，系统动量守恒，与物体的往复运动没 有关系。系统的初动量为 ，方向向右。碰撞结束后物体相对车厢静 止，系统的末动量为，所以，车厢的速度 ，方向水 平向右。 10 7.一同学在地面上立定跳远的最好成绩是，假设他站在车的 端， 如图所示，想要跳上距离为 远的站台上，不计车与地面的摩擦阻力， 则( ) B A. 只要 ，他一定能跳上站台 B. 只有 ，他才有可能跳上站台 C. 只要 ，他一定能跳上站台 D. 只要 ，他有可能跳上站台 解析 人起跳的同时，小车要做反冲运动，所以人跳的距离小于 ，故 时，人才有可能跳上站台，故B正确。 11 8.（多选）如图所示，小车在光滑的水平面上向左 运动，木块以水平向右的速度滑上小车并在小车的 水平板上运动，且最终未滑出小车。下列说法中正 确的是( ) AC A. 若小车的动量大于木块的动量，则木块先减速再加速后匀速 B. 若小车的动量大于木块的动量，则小车先减速再加速后匀速 C. 若小车的动量小于木块的动量，则木块先减速后匀速 D. 若小车的动量小于木块的动量，则小车先减速后匀速 12 解析 小车和木块水平方向不受外力，系统水平方向动量守恒，若小车 的动量大于木块的动量， ，末动量方向向左， 木块先减速再反向加速后匀速，A正确，B错误；同理若小车的动量小 于木块的动量，则木块先减速后匀速，C正确，D错误。 13 9.将静置在地面上质量为 （含燃料）的火箭模型点火升空，在极短时 间内以相对地面的速度竖直向下喷出质量为 的炽热气体。忽略喷气 过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是 ( ) D A. B. C. D. 解析 火箭模型在极短时间点火，设火箭模型获得速度为 ，据动量守恒 定律有，得 ，故选项D正确。 14 ◆提升能力 10.（多选）如图所示，轻质弹簧的一端固定在墙上，另一端与质量为 的物体相连，放在光滑水平面上，有一质量与相同的物体 ，从 离水平面高处由静止开始沿光滑曲面滑下，与 相碰后一起将弹簧压 缩，弹簧复原过程中某时刻与 分开且沿原曲面上升。下列说法正确 的是( ) 15 A. 弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为 B. 弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为 C. 与分开后能达到的最大高度为 D. 与 分开后能达到的最大高度不能计 算 √ √ 解析 根据机械能守恒定律可得刚到达水平面的速度 ，根 据动量守恒定律可得与碰撞后的速度为 ，所以弹簧被压缩时 所具有的最大弹性势能为 ，即选项A错误，B 正确；当弹簧再次恢复原长时，与分开，以大小为 的速度向左沿 曲面上滑，根据机械能守恒定律可得， 能达到的最大 高度为 ,即选项C正确，D错误。 17 11.两辆质量相同的小车，置于光滑的水平面上，有一人静止在小车 上， 两车、静止，如图所示。当这个人从车跳到车上，接着又从 车 跳回车并与车保持相对静止时，则 车的速率( ) B A. 等于零 B. 小于 车的速率 C. 大于车的速率 D. 等于 车的速率 18 解析 选车、 车和人作为系统，两车均置于光滑的水平面上，在水平 方向上无论人如何跳来跳去，系统均不受外力作用，故满足动量守恒定 律。设人的质量为，车和车的质量均为 ，最终两车速度分别为 和。由动量守恒定律得，则 ，即 。故选项B正确。 19 12.如图所示，质量为的密闭气缸置于光滑水平面上，缸内有一隔板 ， 隔板右边是真空，隔板左边是质量为 的高压气体。若将隔板突然抽去， 则气缸的运动情况是( ) B A. 保持静止不动 B. 向左移动一定距离后恢复静止 C. 最终向左做匀速直线运动 D. 先向左移动，后向右移动回到原来位置 解析 突然撤去隔板，气体向右运动，气缸做反冲运动；当气体充满整 个气缸时，它们之间的作用结束。由动量守恒定律可知，开始时系统的 总动量为零，结束时总动量为零，气缸和气体都将停止运动，故B正确。 20 13.如图所示，质量为 的木块放在粗糙的水平面上且 弹簧处于原长状态，质量为的子弹以初速度 击中 答案 解析 由于从子弹打入到与物块相对静止，时间非常短，弹簧未发生形 变，且此过程中地面对物块摩擦力远小于内力（子弹与物块间作用力）， 故可认为此过程动量守恒。 对、系统，击中 过程动量守恒 ， 所以 。 木块而未穿出，则击中木块瞬间二者的共同速度为多大？ 21 14.一颗手榴弹以 的速度沿水平方向飞行，设它炸裂成两块 后，质量为的大块速度为 ，其方向与原来方向相反。若 取 的方向为正方向，问： （1）质量为 的小块速度为多少？ 答案 解析 手榴弹在爆炸过程中内力非常大，因此动量守恒。设小块质量为 ，大块的质量为 。 由动量守恒定律得 ， 代入数据解得 。 22 （2）爆炸过程中有多少化学能转化为弹片的动能？ 答案 解析 爆炸过程中转化为动能的化学能等于系统动能的增量 ， 代入数据解得 。 23 15.如图所示，光滑水平轨道上放置木板（上表面粗糙）和滑块 ，滑 块置于的左端，三者质量分别为、 、 。开始时静止，、一起以 的速度匀速向右运 动，与发生碰撞（时间极短）后向右运动，经过一段时间，、 再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与 碰撞。若木板足够长， 求与发生碰撞后瞬间 的速度大小。 答案 24 解析 木板与滑块 处于光滑水平面上，两者碰撞时间极短，碰撞过程 中滑块与木板间的摩擦力可以忽略不计，木板与滑块 组成的系统， 在碰撞过程中动量守恒，则。碰撞后，木板 与 滑块组成的系统，在两者达到同速之前系统所受合外力为零，与 系 统动量守恒。和 达到共同速度后，恰 好不再与滑块碰撞，则最后三者速度相等， ，联立以上各式， 代入数值解得 。 25 $$