第一章 第3节 动量守恒定律-【创新教程】2024-2025学年高中物理选择性必修第一册五维课堂课时作业（人教版2019）

＝０,则小球克服阻力做功Wf＝mg(H＋h),故 B正确; 落到地面时的速度v＝ ２gH,对进入泥潭的过程运用 动量定理得,IG＋If＝０－m ２gH,可知阻力的冲量大 小不等于m ２gH,故 C 错误;落到地面时的速度v＝ ２gH,进入泥潭后的速度为０,所以小球动量的改变 量大小等于m ２gH,故 D正确．] １３．解析:设在一小段时间Δt内,从水枪射出的水的质量为 Δm,水柱横截面积为S,则 Δm＝ρSvΔt 以 Δm 为研究对象,它冲击煤层时在 Δt时间内的动量 变化 Δp＝Δm􀅰(０－v)＝－ρSv ２Δt 设F 为水对煤层的平均作用力,即冲力,F′为煤层对水 的反冲力,以v的方向为正方向,根据动量定理(忽略水 的重力),有 F′􀅰Δt＝Δp＝－ρS􀅰v ２Δt,即F′＝－ρS􀅰v ２ 根据牛顿第三定律知F＝－F′＝ρS􀅰v ２ 式中S＝π４d ２,代入数值得F≈１􀆰７７×１０５ N． 答案:１􀆰７７×１０５ N 第３节 １．AC　[A图中子弹和木块组成的系统在水平方向上不受 外力,竖直方向所受合力为零,该系统动量守恒;B图中 在弹簧恢复原长的过程中,系统在水平方向上始终受墙 的作用力,系统动量不守恒;C图中木球与铁球组成的系 统所受合力为零,系统动量守恒;D 图中木块下滑过程 中,斜面体始终受到挡板的作用力,系统动量不守恒．] ２．A　[对物块和槽组成的系统,在下滑过程中没有机械能 损失,系统的机械能守恒,A 正确;在下滑的过程中,物 块在竖直方向有加速度,物块和槽组成的系统所受合外 力不为零,不符合动量守恒的条件,故系统的动量不守 恒,但系统在水平方向上动量守恒,B错误;在压缩弹簧 的过程中,对于物块和弹簧组成的系统,由于挡板对弹 簧有向左的弹力,所以系统受到的合外力不为零,则系 统动量不守恒,C错误;因为物块与槽在水平方向上动量 守恒,且两者质量相等,根据动量守恒定律知物块离开 槽时物块与槽的速度大小相等、方向相反,物块被弹簧 反弹后,与槽的速度相同,即两者做速度相同的匀速直 线运动,所以物块不会再滑上弧形槽,D错误．] ３．B　[最终,木箱和小木块都具有向右的动量,并且相互 作用的过程中总动量守恒,选项 A、D错误;由于小木块 与底板间存在摩擦,小木块最终将相对木箱静止,选项 B 正确,选项 C错误．] ４．D　[撤去外力后,系统所受外力之和为０,所以总动量守 恒,设P的动量方向为正方向,则有pP－pQ＝０,故pP＝ pQ,因此P和 Q的动量大小的比值为１,选项 D正确．] ５．B　[小球和小车在水平方向上动量守恒,取向右为正方 向,有 Mv－mv０＝(M＋m)v′,解得v′＝５m/s．] ６．B　[取滑块的初速度方向为正方向,对滑块和木板组成 的系统,根据动量守恒定律有 mv０＝mv１＋Mv２,由题图 乙知v０＝４０m/s,v１＝２０m/s,v２＝１０m/s,代入数据解 得 M∶m＝２∶１,故B正确．] ７．B　[A、B在碰撞过程中动量守恒,碰后粘在一起共同压缩 弹簧的过程中机械能守恒．由碰撞过程中动量守恒得mAvA ＝(mA＋mB)v,代入数据解得v＝ mAvA mA＋mB ＝２m/s,所以碰 后 A、B及弹簧组成的系统的机械能为 １２ (mA＋mB)v２＝ ８J,当弹簧被压缩至最短时,系统的动能为０,只有弹性势 能,由机械能守恒得此时弹簧的弹性势能为８J．] ８．BD　[小物块上升到最高点时,速度与楔形物体的速度 相同,系统水平方向动量守恒,全过程机械能守恒．以向 右为正方向,在小物块上升过程中,由水平方向系统动 量守恒得mv０cosθ＝(m＋M)v,选项 A错误,B正确;由 机械能守恒定律得mgh＋１２ (m＋M)v２＝１２mv ２ ０,选项C 错误,D正确．] ９．解析:滑环固定时,根据机械能守恒定律,有 MgL＝１２Mv ２ ０,解得v０＝ ２gL 滑环不固定时,物块的初速度仍为v０,在物块摆起至最 大高度h时,它们的速度都为v,在此过程中物块和滑环 组成的系统机械能守恒,水平方向动量守恒,则: Mv０＝(m＋M)v １ ２Mv ２ ０＝ １ ２ (m＋M)v２＋Mgh 由以上各式,可得h＝ mm＋ML． 答案: m m＋ML １０．BD　[以小球和小车组成的系统为研究对象,在水平方 向上不受力的作用,所以系统在水平方向上动量守恒, 由于初始状态小车与小球均静止,所以小球与小车在 水平方向上的动量要么都为零,要么大小相等、方向相 反,选项 A、C错误,选项B、D正确．] １１．BC　[系统在水平方向不受外力,故系统在水平方向动 量守恒,因系统初动量为零,A、B在任一时刻的水平方 向动量之和也为零,因 NP 足够长,B最终与 A 速度相 同,此速度为零,B选项正确,A 物体由静止到运动、最 终速度又为零,C选项正确．] １２．D　[小球在半圆槽内运动,由B 到C 的过程中,除重力 做功外,槽 的 支 持 力 也 对 小 球 做 功,小 球 机 械 能 不 守 恒,由此可知,小球在半圆槽内运动的全过程中,小球 的机械能不守恒,A错误;小球在槽内由A 到B 的过程 中,左侧物块对槽有作用力,小球与槽组成的系统动量 不守恒,由B 到C 的过程中,小球有向心加速度,竖直 方向的合力不为零,系统的动量也不守恒,B、C 错误; 小球离开C点以后,既有竖直向上的分速度,又有水平 分速度,小 球 做 斜 上 抛 运 动,水 平 方 向 做 匀 速 直 线 运 动,水平分速度与半圆槽的速度相同,所以小球一定还 会从C点落回半圆槽,D正确．] １３．解析:人跳到乙车上后,如果两车同向,甲车的速度小 于或等于乙车的速度就可以避免两车相撞 以人、甲车、乙车组成的系统为研究对象 由水平方向动量守恒得: (m１＋M)v－m２v０＝(m１＋m２＋M)v′, 解得v′＝１m/s 以人与甲车为一系统,人跳离甲车过程水平方向动量 守恒,得(m１＋M)v＝m１v′＋Mu 解得u＝３􀆰８m/s 因此,只要人跳离甲车的速度u≥３􀆰８m/s 就可避免两车相撞． 答案:大于等于３􀆰８m/s 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰７５􀅰 参考答案 　　第３节　动量守恒定律 [A组　基础巩固练] １．(多选)下列四幅图所反映的物理过程 中,动量守恒的是 (　　) ２．如图所示,轻弹 簧的一端固定在 竖直 挡 板 上,一 质量为m 的光滑弧形槽静止放在光滑 水平面上,弧形槽底端与水平面相切, 一质量也为m 的小物块从槽上高h 处 开始下滑,下列说法正确的是 (　　) A．在下滑过程中,物块和槽组成的系统 机械能守恒 B．在下滑过程中,物块和槽组成的系统 动量守恒 C．在压缩弹簧的过程中,物块和弹簧组 成的系统动量守恒 D．被弹簧反弹后,物块能回到槽上高 h处 ３．如图所示,一个木箱 原来静止在光滑水 平面上,木箱内粗糙 的底板上放着一个小木块．木箱和小木 块都具有一定的质量．现使木箱获得一 个向右的初速度v０,则 (　　) A．小木块和木箱最终都将静止 B．小木块最终将相对木箱静止,二者一 起向右运动 C．小木块在木箱内壁将始终来回往复 碰撞,而木箱一直向右运动 D．如果小木块与木箱的左壁碰撞后相 对木箱静止,则二者将一起向左运动 ４．光滑水平桌面上有P、Q两个物块,Q的 质量是P的n倍．将一轻弹簧置于P、Q 之间,用外力缓慢压P、Q．撤去外力后, P、Q开始运动,P和 Q的动量大小的比 值为 (　　) A．n２　　B．n　　C．１n　　D．１ ５．如图所示,质量 为 m ＝０􀆰５ kg 的小球在距离车 底部一定高度处以初速度v０＝１５m/s 向左平抛,落在以v＝７􀆰５m/s的速度 沿光滑水平面向右匀速行驶的小车中, 小车足够长,质量为 M ＝４kg,g 取 １０m/s２,则当小球与小车相对静止时, 小车的速度大小是 (　　) A．４m/s　　　　　　　B．５m/s C．８􀆰５m/s D．９􀆰５m/s ６．如图甲所示,质量为M 的薄长木板静止 在光滑的水平面上,t＝０时一质量为m 的滑块以水平初速度v０ 从长木板的左 端冲上木板并最终从右端滑下．已知滑 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰７􀅰 第一章　动量守恒定律 块和长木板在运动过程中的vＧt图像如 图乙所示,则木板与滑块的质量之比 M∶m为 (　　) 　　　 甲　　　　　　　 乙 A．１∶２ B．２∶１ C．１∶３ D．３∶１ ７．如图所示,木块A、B 的质量均为２kg,置 于光滑水平面上,B与一轻质弹簧的一 端相连,弹簧的另一端固定在竖直挡板 上,当 A以４m/s的速度向 B撞击时, 由于有橡皮泥而粘在一起运动,那么弹 簧被压缩到最短时,弹簧具有的弹性势 能大小为 (　　) A．４J B．８J C．１６J D．３２J ８．(多选)如图所示, 质量为 M 的楔形 物体静止在光滑的 水平地面上,其斜 面光滑且足够长,与水平方向的夹角为 θ．一个质量为m 的小物块从斜面底端 沿斜面向上以初速度v０ 开始运动,当 小物块沿斜面向上运动到最高点时,速 度大小为v,距地面的高度为h,则下列 关系式中正确的是 (　　) A．mv０＝(m＋M)v B．mv０cosθ＝(m＋M)v C．mgh＝１２m (v０sinθ)２ D．mgh＋１２ (m＋M)v２＝１２mv ２ ０ ９．如图所示,在光滑的水平 杆上套有一个质量为m 的 滑环,滑环通过一根不可 伸缩的轻绳悬挂着一个质量为 M 的物 块(可视为质点),绳长为L 将滑环固定 时,给物块一个水平冲量,物块摆起后 刚好碰到水平杆;若滑环不固定,仍给 物块以同样的水平冲量,求物块摆起的 最大高度． [B组　素养提升练] １０．(多选)如图所示,小 车放在光滑的水平 面上,将系着绳的小 球拉开到一定的角 度,然后同时放开小球和小车,那么在 以后的过程中 (　　) A．小球向左摆动时,小车也向左运动, 且系统水平方向动量守恒 B．小球向左摆动时,小车向右运动,且 系统水平方向动量守恒 C．小球向左摆到最高点,小球的速度 为零而小车的速度不为零 D．在任意时刻,小球和小车在水平方 向上的动量一定大小 相 等、方 向 相反 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰８􀅰 选择性必修第一册 １１．(多选)如图所示,木 块 A 静置于光滑的 水平面上,其曲面部分 MN 光滑、水平 部分NP 粗糙,现有一物体B自 M 点 由静止释放,设 NP 足够长,则以下叙 述正确的是 (　　) A．A、B 最 终 以 同 一 不 为 零 的 速 度 运动 B．A、B最终速度均为零 C．A 物体先做加速运动,后做减 速 运动 D．A 物体先做加速运动,后做匀速 运动 １２．将一个光滑的半圆 形槽置于光滑的水 平面上,如图所示, 槽左侧有一个固定 在水平面上的物块．现让一个小球自 左侧槽口 A 点正上方由静止开始落 下,从A 点落入槽内,则下列说法正确 的是 (　　) A．小球在半圆槽内运动的过程中,机械 能守恒 B．小球在半圆槽内运动的全过程中, 小球与半圆槽组成的系统动量守恒 C．小球在半圆槽内由B 点向C 点运 动的过程中,小球与半圆槽组成的 系统动量守恒 D．小球从C 点离开半圆槽后,一定还 会从C点落回半圆槽 １３．如 图 所 示,甲 车 质量m１＝２０kg, 车上有质量 M＝ ５０kg的人,甲车(连同车上的人)以v ＝３m/s的速度向右滑行,此时质量 m２＝５０kg的乙车正以v０＝１􀆰８m/s 的速度迎面滑来,为了避免两车相撞, 当两车相距适当距离时,人从甲车跳 到乙车上,求人跳出甲车的水平速度 (相对地面)应当在什么范围以内才能 避免两车相撞? 不计地面和小车间的 摩擦,且乙车足够长． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰９􀅰 第一章　动量守恒定律