第一章 专题3 某一方向上的动量守恒-【高中必刷题】2025-2026学年高中物理选择性必修1同步课件(教科版)

物理 选择性必修 第一册 JK 1 3 专题3 某一方向上的动量守恒 刷题型 2 1.［湖北襄阳宜城一中2025高二上月考］如图所示，两光滑且平行的固定水平杆位于同一竖直平 面内，两静止小球、 分别穿在两杆上，两球间连接一个保持原长的竖直轻弹簧，现给小球 一个水平向右的初速度 .如果两杆足够长，则在此后的运动过程中( ) A A.、组成的系统动量守恒 B.、 组成的系统机械能守恒 C.弹簧最长时，其弹性势能为 D.当速度达到最大时， 速度最小 题型1 小球—弹簧模型 3 解析 由于两球竖直方向上受力平衡,水平方向所受的弹力大小相等、方向相反,所以两球组成的系 统所受的合外力为零,系统的动量守恒,A正确；对于弹簧、、 三者组成的系统,只有弹力做功, 系统的机械能守恒,由于弹性势能是变化的,所以、 组成的系统机械能不守恒,B错误；弹簧最 长时,两球的速度相等,弹簧的弹性势能最大,以向右为正方向,由动量守恒定律得 ,解得,由系统的机械能守恒得 ,解得 ,C错误；若,当弹簧伸长时,一直在加速,当弹簧再次恢复原长时 速度达 到最大，弹簧伸长时先减速,速度减至零后向左加速,最小速度为零，所以 速度达到最大时, 速度不一定最小,D错误. 题型1 小球—弹簧模型 4 2.如图所示，在光滑水平地面上停放质量为、装有弧形槽的小车，现有一质量为 的光滑小球 以 的水平速度沿切线水平的槽口滑上小车，到达某一高度后，小球又返回小车右端，不计空气 阻力，则下列说法正确的是（重力加速度为 ）( ) C A.小球离开车后，将对地做自由落体运动 B.小球离开车后，将对地向右做平抛运动 C.小球在弧形槽上上升的最大高度为 D.此过程中小球对车做的功为 题型2 小球—弧面模型 5 解析 设小球离开小车时,小球的速度为,小车的速度为 ,整个过程中,小球和小车组成的系统水 平方向动量守恒,以向左为正方向,由动量守恒定律得 ,由机械能守恒定律得 ,联立解得, ,所以小球与小车分离后将对地向左做 平抛运动,A、B错误；当小球与小车的水平速度相等时,小球沿弧形槽上升到最大高度,设该高度为 ,系统在水平方向动量守恒,由动量守恒定律得 ,由机械能守恒定律得 ,联立解得 ,C正确；由动能定理得,小球对小车做功 ,D错误. 题型2 小球—弧面模型 6 关键点拨 小球和小车组成的系统在水平方向上的动量守恒,当小球上升到最高点时,竖直方向上的速度为零, 水平方向上与小车具有相同的速度.结合动量守恒定律和机械能守恒定律可求出小球返回小车右端 时的速度,从而得出小球的运动规律,根据动能定理得出小球对小车做功的大小. 题型2 小球—弧面模型 7 3.［四川南充2025月考］如图所示，在固定的水平杆上，套有质量为 的光滑圆环，轻绳一端拴 在环上，另一端系着质量为的木块.现有质量为的子弹以大小为 的水平速度射入木块并立 刻留在木块中，不计空气阻力，重力加速度为 ，下列说法正确的是( ) C A.子弹射入木块后的运动过程中，圆环、木块和子弹构成的系统动量守恒 B.子弹射入木块后的瞬间，它们的共同速度为 C.子弹射入木块后，子弹和木块能上升的最大高度为 D.子弹射入木块后，当子弹和木块上升到最大高度时，圆环的速度达到最大 题型3 滑块—摆球模型 8 解析 子弹射入木块后的运动过程中,圆环、木块和子弹构成的系统在竖直方向上存在加速度,即所 受合外力不为零,系统的动量不守恒,A错误；子弹射入木块的过程,子弹与木块组成的系统动量守 恒,设射入后的瞬间子弹与木块的共同速度大小为,根据动量守恒定律有 ,解 得 ,B错误；子弹射入木块后的运动过程中,圆环、木块和子弹构成的系统在水平方向上 所受合外力为零,水平方向动量守恒,当三者达到共同速度时,子弹和木块上升的高度最大,设为 , 根据动量守恒定律有 ,从子弹与木块共速后到子弹和木块上升到最大高 度的过程中,根据机械能守恒定律有 ,联立解得 ,C正确；子弹和木块上升到最大高度时,子弹、木块和圆环的速度相同,方向 向右,此后子弹和木块将下落,轻绳对圆环有向右下方的拉力,则圆环之后做加速运动,可知此时圆环 的速度不是最大,D错误. 题型3 滑块—摆球模型 9 4.［四川成都树德中学2025高二上开学考］如图所示，木块的质量为，木块 的质量为 ，并排放在光滑水平面上，上固定一竖直轻杆，轻杆上端的点系一长为 的细线， 细线另一端系一质量为的小球.现将球拉起使细线水平伸直，并由静止释放 球. .求： 题型3 滑块—摆球模型 10 （1）、两木块分离时，、、 的速度大小； [答案] 均为 解析 当球第一次到达最低点时,、两木块分离,此时、速度相等,设大小为, 球速度大小 为,、、 系统在水平方向动量守恒,取向左为正方向,有 , 系统机械能守恒有 , 联立解得 . 题型3 滑块—摆球模型 11 （2）从开始运动到、分离， 的位移大小； [答案] 解析 、、系统在水平方向动量守恒,在、分离前有 , 两边同时乘时间,则有 , 又 , 联立解得从开始运动到、分离,的位移大小为 . 题型3 滑块—摆球模型 12 （3）、两木块分离后能上升到的最大高度（相对于 经过的最低点）. [答案] 解析 分析可知、两木块分离后,当上升到最大高度时、共速,设速度大小为,、 系统水 平方向上动量守恒,有 , A、系统机械能守恒,有 , 联立解得能上升到的最大高度为 . 题型3 滑块—摆球模型 13 关键点拨 解答时需要注意、、三者组成的系统在水平方向不受外力,所以、、 组成的系统水平方向 动量守恒,根据动力学分析出分离时的临界条件,即 到达最低点.本题进一步考查了人船模型求位 移和利用动量守恒及能量守恒求 能上升的最大高度. 题型3 滑块—摆球模型 14 $$