课时梯级训练(5) 动量守恒定律的应用(Word练习)-【优化指导】2025-2026学年高中物理选择性必修第一册（教科版2019）

课时梯级训练(5)　动量守恒定律的应用 1．如图所示，建筑工地上常用打桩机把桩打入地下。先把重锤吊起一定的高度，然后静止释放，重锤打在桩上，接着随桩一起向下运动直到停止。不计空气阻力，则下列说法正确的是(　　) 　　 A．重锤与桩的撞击过程中，机械能守恒 B．重锤随桩一起向下运动过程中，机械能守恒 C．整个运动过程中，重锤和桩组成的系统动量守恒 D．整个运动过程中，重锤和桩组成的系统所受合外力冲量为零 D　解析：重锤与桩的撞击过程中，会产生内能，机械能不守恒，A错误；重锤随桩一起向下运动过程中，需要克服阻力做功，机械能不守恒，B错误；整个运动过程中，重锤和桩组成的系统初始动量为零，末动量为零，但运动过程动量不为零，可知系统在整个运动过程中不满足动量守恒，C错误；根据动量定理可知，系统所受合外力冲量为零，D正确。 2．质量为M的小孩站在质量为m的滑板上，小孩和滑板均处于静止状态，忽略滑板与地面间的摩擦。小孩沿水平方向跃离滑板，离开滑板时的速度大小为v，此时滑板的速度大小为(　　) A．v B．v C．v D．v B　解析：设滑板的速度大小为u，由小孩和滑板动量守恒得0＝mu－Mv，解得u＝v，B正确，A、C、D错误。 3．(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，现有一个物体B自M点由静止下滑，若NP足够长，则下列说法正确的是(　　) 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 BC　解析：B物体滑下时，竖直方向的速度分量先增加后减小，故A、B物体组成的系统动量不守恒，但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，而NP足够长，根据水平方向动量守恒可知，B最终与A速度相同，此速度为零，A错误，B正确；A物体由静止到运动，最终速度又为零，则可知A物体先做加速运动，后做减速运动，C正确，D错误。 4．如图所示，物体A静止在光滑的水平面上，A的左边固定有轻质弹簧，与A质量相同的物体B以速度v向A运动并与弹簧发生碰撞，A、B始终沿同一直线运动，A、B组成的系统动能损失最大的时刻是(　　) A．A开始运动时 B．A的速度等于v时 C．B的速度等于零时 D．A和B的速度相等时 D　解析：对A、B组成的系统由于水平面光滑，所以动量守恒。而对A、B、弹簧组成的系统机械能守恒，即A、B动能与弹簧弹性势能之和为定值，当A、B速度相等时，弹簧形变量最大，弹性势能最大，所以此时动能损失最大。 5．如图所示，半径为R的光滑半圆槽质量为M，静止在光滑水平面上，其内表面有一个质量为m的小球被竖直细线吊着位于槽的边缘处，重力加速度为 g，现将线烧断，小球滑行到最低点向右运动时，槽的速度为(　　) A．0 B．，方向向左 C．，方向向右 D．不能确定 B　解析：以水平向右为正方向，设在最低点时m和M的速度大小分别为v和v′，根据动量守恒定律得0＝mv－Mv′，根据机械能守恒定律得mgR＝mv2＋Mv′2，联立以上两式解得v′＝，方向向左，B正确。 6．如图所示，轻质弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为2m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，一个质量为m的小物块从槽高h处开始自由下滑，下列说法错误的是(　　) A．在下滑过程中，物块和弧形槽组成的系统机械能守恒 B．在下滑过程中，物块和槽的水平方向动量守恒 C．物块到达水平面时速度大小为v＝2 D．物块压缩弹簧的过程中，弹簧的最大弹性势能Ep＝mgh D　解析：在下滑过程中，取物块和弧形槽为系统，该系统只发生重力势能与动能之间的相互转化，所以物块和弧形槽组成的系统机械能守恒，A正确；在下滑过程，物块与弧形槽组成的系统在水平方向所受合外力为零，系统水平方向动量守恒，B正确；设物块到达水平面时速度大小为v1，槽的速度大小为v2，且可判断物块速度方向向右，槽的速度方向向左，以水平向右为正方向，在物块下滑过程中，系统水平方向动量守恒，由能量守恒定律得mv1－2mv2＝0，由机械能守恒定律得mgh＝mv12＋·2mv22，由以上两式解得v1＝2，v2＝，C正确；物块与弹簧相互作用过程系统机械能守恒，物块速度为零时，弹簧的弹性势能最大，由机械能守恒定律可知，弹簧的最大弹性势能Ep＝mv12＝mgh，D错误。 7．质量为M＝1 kg的小平板车静止在光滑的水平面上，车的左端静止放置质量为m＝1 kg可视为质点的物体A，如图所示，一颗质量为m1＝20 g的子弹以v0＝600 m/s的水平向右的速度射穿物体后速度变为100 m/s(穿过时间极短)。最后A未离开平板车。物体A与平板车之间的动摩擦因数为μ＝0.5，g取10 m/s2，求： (1)最终物体A与小车达到的共同速度v的大小； (2)平板车的最小长度。 答案：(1)5 m/s　(2)5 m 解析：(1)子弹射穿A过程，子弹与A组成的系统动量守恒，以水平向右为正方向，由动量守恒定律得m1v0＝m1v1＋mvA 代入数据解得vA＝10 m/s A与平板车组成的系统动量守恒，以水平向右为正方向， 由动量守恒定律得mvA＝(M＋m)v 代入数据解得v＝5 m/s。 (2)对A与平板车组成的系统，由能量守恒定律得 mvA2＝(M＋m)v2＋μmgL， 代入数据解得L＝5 m。 学科网（北京）股份有限公司 $$