第7章 微练36 动量守恒定律及应用(教用Word)-【赢在微点·顶层设计】2027年高中物理高考一轮总复习(粤教版)
2025-10-13
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教辅
摘要:
该高中物理高考复习讲义聚焦动量守恒定律及应用核心考点,覆盖守恒条件判断、多体系统分析、碰撞与反冲等高考重点,按基础理解到综合应用的逻辑层次编排,通过考点梳理、方法指导、真题训练等环节,帮助学生构建系统的解题框架,突破应用难点。
讲义采用模型建构与科学推理相结合的教学策略,如在分析半圆形槽体与小球作用时,引导学生建立“系统水平方向动量守恒”模型,通过分层练习(单选基础、多选综合、计算应用)和模拟题实战训练,培养学生科学思维,有效提升复习效率,为教师把控复习节奏提供精准指导。
内容正文:
微练36 动量守恒定律及应用
一、选择题(1~7题为单项选择题,8~9题为多项选择题)
1.(2025·清远模拟)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(D)
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
解析 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。
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(D)
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
解析 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。
3.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(D)
A.h B.h+2a
C.(h+2a) D.h+3a
解析 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。
4.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(D)
A.6 m/s B.9 m/s
C.12 m/s D.8 m/s
解析 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。
5.(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(C)
A.12 m/s B.30 m/s
C.50 m/s D.120 m/s
解析 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。
6.(2025·深圳模拟)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(C)
A.48 J B.64 J
C.96 J D.108 J
解析 B对C做功16 J,则W=m,解得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。
7.(2025·佛山模拟)喷气背包曾经是航天员舱外活动的主要动力装置。假定航天员与空间站保持相对静止。启动喷气背包后,横截面积为S的喷口以速度v(以空间站为参考系)持续向后喷出密度为ρ的气体。已知航天员连同整套舱外太空服的质量为M(含背包及其内气体),启动喷气时间t后航天员相对空间站的速度大小为(D)
A. B.
C. D.
解析 启动喷气时间t后航天员相对空间站的速度大小为v',规定航天员相对空间站的速度方向为正方向,由动量守恒定律得0=-ρvtS·v+(M-ρvtS)v',解得v'=,D项正确。
8.(2025·汕头模拟)一鞭炮从足够大的水平地面上竖直向上抛出后,在最高点炸裂为甲、乙两块。已知甲、乙的质量之比为4∶1,不计空气阻力,若甲落地时的速度大小为v,则乙落地时的速度大小可能为(BC)
A.v B.2v
C.3v D.4v
解析 设乙的质量为m,炸裂时甲、乙的速度大小分别为v1、v2,根据动量守恒定律有4mv1=mv2,解得v2=4v1。设鞭炮炸裂时距地面的高度为h,根据机械能守恒定律,对甲在空中运动的过程有×4m+4mgh=×4mv2,解得v=,同理可得乙落地时的速度大小v'=,因此=,结合v2=4v1,可得1<<4,B、C两项正确。
9.如图所示,一L形的小车静止在光滑水平面上,小车上表面左侧是光滑的四分之一圆弧轨道AB,右侧是一段足够长的粗糙水平轨道,水平轨道与圆弧轨道在B点相切,用不同的小滑块从A点由静止释放,设小滑块质量为m,与水平轨道间的动摩擦因数为μ,最终小滑块相对小车水平轨道滑行的距离为x,和小车间因摩擦产生的热量为Q,则下列说法正确的是(BC)
A.μ一定,m越大,x越大
B.m一定,μ越大,x越小
C.μ一定,m越大,Q越大
D.m一定,μ越大,Q越大
解析 系统水平方向总动量为零,系统水平方向动量守恒,因此滑块与小车相对静止时,滑块和小车的速度均为零,因此从能量守恒的角度,可得Q=mgR=μmgx,由此可见,m越大,Q越大,m一定,Q不变,C项正确,D项错误;根据Q=mgR=μmgx,解得R=μx,可知μ一定,x一定,μ越大,x越小,A项错误,B项正确。
二、非选择题
10.一辆总质量为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;
(2)抛出第四个沙包后车的速度大小。
解析 规定车的初速度方向为正方向,
(1)对抛出第一个沙包前后根据动量守恒定律有
Mv=v+m·4v,
解得M=13m。
(2)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大小, 负号表示在后退。
答案 (1)M=13m (2)
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