第7章 微练24 动量守恒定律及应用(作业课件) -【赢在微点·顶层设计】2027年高中物理高考一轮总复习

微练24 动量守恒定律及应用 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 1.(2025·濮阳模拟)如图所示，小车与木箱紧挨着静止在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱。关于上述过程，下列说法正确的是( ) A.男孩和木箱组成的系统动量守恒 B.小车与木箱组成的系统动量守恒 C.男孩、小车与木箱三者组成的系统动量不守恒 D.木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小相等 梯级Ⅰ 基础练 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 男孩、小车和木箱组成的系统所受合外力为0，系统动量守恒， A、B、C三项错误；木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量等大，反向，故大小相等，D项正确。 解析 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2.如图所示，半圆形槽体置于水平面上，小球以初速度v0沿内壁切线方向进入槽体左侧，一切摩擦力不计，下列说法正确的是( ) A.小球水平方向动量守恒 B.槽体水平方向动量守恒 C.小球与槽体组成的系统动量守恒 D.小球与槽体组成的系统水平方向动量守恒 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 动量守恒是指相互作用的物体组成的系统动量之和不变，不是某一物体，A、B两项错误；小球与槽体组成的系统在水平方向不受外力，在竖直方向所受外力之和不为零，所以小球与槽体组成的系统水平方向动量守恒，C项错误，D项正确。 解析 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 3.(2025·丽水模拟)乌贼在水中运动方式是十分奇特的，它不用鳍也不用手足，而是靠自身的漏斗喷射海水推动身体运动，在无脊椎动物中游泳最快，速度可达15 m/s。逃命时更可以达到40 m/s，被称为 “水中火箭”。如图所示，一只悬浮在水中的乌贼，当外套膜吸满水 后，它的总质量为4 kg，遇到危险时，通过短漏斗状的体管在极短时间内将水向后高速喷出，从而迅速逃窜，喷射出的水的质量为 0.8 kg，则喷射出水的速度为( ) A.210 m/s B.160 m/s C.75 m/s D.60 m/s 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 由题意可知，乌贼逃命时的速度达到v1=40 m/s，则乌贼和喷出的水组成的系统动量守恒，设乌贼喷射出水的速度为v2，取乌贼向前逃窜的方向为正方向，由动量守恒定律可得(m-m0)v1-m0v2=0，解得v2=v1=×40 m/s=160 m/s，B项正确。 解析 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 4.(2025·焦作模拟)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A和B，A的质量为mA，B的质量为mB，mA> mB，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对地面的速度大小相等，则车( ) A.静止不动 B.左右往返运动 C.向右运动 D.向左运动 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 两人与车组成的系统动量守恒，开始时系统动量为零，两人以大小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，系统总动量为零，则小车应向左运动，D项正确。 解析 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 5.(2025·重庆模拟)如图所示，装有炮弹的火炮总质量为M，炮弹的质量为m，炮弹射出炮口时对地速率为v，若炮管与水平地面的夹角为θ，水平面光滑，忽略火药燃烧损耗的质量，则火炮后退的速度大小为( ) A. B. C. D. 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 炮弹离开炮口时，炮弹和炮车在水平方向受到的外力相对于内力可忽略不计，则系统在水平方向动量守恒，取炮车后退的方向为正，对炮弹和炮车组成系统为研究对象，根据水平方向动量守恒有(M-m)v'-mvcos θ=0，可得炮车后退的速度大小为v'=，A项正确。 解析 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 6.如图，边长均为a的立方体木块和空心铁块，用长度也为a的细绳连接，悬浮在平静的池中，木块上表面和水面的距离为h。当细绳断裂后，木块与铁块分别竖直向上、向下运动，当木块上表面刚浮出水面时，铁块恰好到达池底。已知木块的质量为m，铁块的质量为M，不计水的阻力，则池深为( )  A.h B.h+2a C.(h+2a) D.h+3a 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 设铁块下降的高度为H，对于木块和铁块整体由动量守恒有mh=MH，化简得H=，池深为d=h+H+3a=h+3a，D项正确。 解析 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 7.如图所示，光滑水平面上有甲、乙两辆车，甲车上面有发射装置，甲车连同发射装置质量M1=2 kg，甲车上另有一个质量为m=1 kg的小球，甲车静止在平面。乙车总质量M2=4 kg，以v0=7 m/s的速度向甲车运动，甲车为了不和乙车相撞，向乙车水平发射小球m(乙车上有接收装置使小球最终停在乙车上)，则甲车相对地面发射小球的最小水平速度是( )  A.6 m/s B.9 m/s C.12 m/s D.8 m/s 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 设甲车相对地面发射小球的最小水平速度是v，小球与甲车满足动量守恒，由动量守恒定律得M1v1-mv=0，小球与乙车系统动量守 恒，由动量守恒定律得M2v0-mv=(M2+m)v2，两车恰好不会相撞满足v1=v2，联立并代入数据解得v=8 m/s，D项正确。 解析 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 8.(2025·佛山模拟)如图甲所示，水火箭又称气压式喷水火箭、水推进火箭，由饮料瓶、硬纸片等环保废旧材料制作而成。图乙是水火箭的简易原理图：用打气筒向水火箭内不断打气，当内部气体压强增大到一定程度时发射，发射时可近似认为水从水火箭中向下以恒定速度v0=40 m/s在不到0.1 s时间内喷完，使水火箭升空。已知水和水火箭的质量分别为m1=0.4 kg、m2=0.3 kg，忽略空气阻力，水刚好喷完时，水火箭的速度最接近( ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 梯级Ⅱ 能力练 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A.12 m/s B.30 m/s C.50 m/s D.120 m/s 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 由于水在不到0.1 s时间内喷完，可知水和水火箭间的作用力较 大，水和水火箭的重力可以忽略，水和水火箭组成的系统动量近似守恒，有m1v0-m2v=0，解得水火箭的速度v== m/s≈ 53 m/s，C项正确。 解析 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 9.如图，质量为3 kg的木板放在光滑的水平面上，质量为1 kg的物块放在木板上，它们之间有摩擦，木板足够长，两者都以4 m/s的速度相向运动，当木板的速度为2.4 m/s时，物块( )   A.加速运动 B.减速运动 C.匀速运动 D.静止不动 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 设木板的质量为M，物块的质量为m；开始阶段，m向左减速，M向右减速，根据系统的动量守恒定律得：当物块的速度为零时，设此时木板的速度为v1，根据动量守恒定律得(M-m)v=Mv1，代入解得v1== m/s≈2.67 m/s，此后m将向右加速，M继续向右减速；当两者速度达到相同时，设共同速度为v2，由动量守恒定律得(M-m)v=(M+m)v2，代入解得v2=v=×4 m/s= 2 m/s，两者相对静止后，一起做匀速直线运动，由此可知当木板的速度为2.4 m/s时，物块处于向右加速过程中，A项正确。 解析 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 10.(2024·江苏卷)嫦娥六号在轨速度为v0，着陆器对应的组合体A与轨道器对应的组合体B分离时间为Δt，分离后B的速度为v，且与v0同向，A、B的质量分别为m、M。求： (1)分离后A的速度v1大小； 组合体分离前后动量守恒，取v0的方向为正方向，有 (m+M)v0=Mv+mv1， 解得v1=。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (2)分离时A对B的推力大小。 以B为研究对象，对B列动量定理有 FΔt=Mv-Mv0， 解得F=。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 11.一辆总质量为M(含沙包和人的质量)的车在水平光滑路面上以速度v匀速行驶。车上的人每次以相同的速度4v(对地速度)向行驶的正前方抛出一个质量为m的沙包。抛出第一个沙包后，车速减为原来的。求： (1)车的总质量M与沙包的质量m大小关系； 规定车的初速度方向为正方向 对抛出第一个沙包前后根据动量守恒定律有Mv=(M-m)v+m·4v，解得M=13m。 解析 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (2)抛出第四个沙包后车的速度大小。 设抛出第四个沙包后车速为v1，由全过程动量守恒得 Mv=(M-4m)v1+4m·4v， 将M=13m代入解得v1=-， 所以抛出第四个沙包后车的速度大小， 负号表示在后退。 解析 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 12.(2025·长治模拟)如图所示，光滑水平面上A、B、C三个质量均为2 kg的物体紧贴着静止放在一起，A、B之间有微量炸药。炸药爆炸后三个物体均沿水平方向运动且B对C做的功为16 J，若炸药爆炸过程释放的能量全部转化为三个物体的动能，则炸药爆炸过程中释放出的能量为( ) A.48 J　 　B.64 J　　 C.96 J　　 D.108 J 梯级Ⅲ 创新练 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 B对C做功为16 J，则W=m，得vC=4 m/s，爆炸后B和C共速，对A、B、C整体动量守恒得mvA=2mvBC，解得vA=8 m/s，爆炸释放的能量为三者动能之和，故E=m+·2m=96 J，C项正确。 解析 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 $$