第1章 第2节 第1课时 动量守恒定律-课后达标检测-【优学精讲】2024-2025学年高中物理选择性必修第一册教用Word(鲁科版)

题组1　动量守恒的判断 1. (2024·浙江台州统考期末)如图是某运动员参加10米气步枪个人赛时的情景。下列说法正确的是(　　) A．子弹在空中飞行过程中，重力的冲量为零 B．子弹在空中飞行过程中，机械能不守恒 C．扣动扳机后，子弹和枪整体机械能守恒 D．扣动扳机后，子弹和枪整体水平方向动量守恒 解析：选B。子弹在空中飞行过程中，重力的冲量不为零，故A错误；子弹在空中飞行过程中，阻力对其做功，机械能不守恒，故B正确；扣动扳机后，有化学能转化为机械能，子弹和枪整体机械能不守恒，故C错误；扣动扳机后，子弹和枪整体受肩膀的作用力，水平方向动量不守恒，故D错误。 2. (2024·内蒙古联考期中)如图所示，甲、乙两人静止在光滑的水平冰面上，甲推了乙一下，结果两人向相反的方向滑去。若甲的质量大于乙的质量，则下列说法正确的是(　　) A．甲对乙的作用力大于乙对甲的作用力 B．甲的动能小于乙的动能 C．甲的动量变化量大于乙的动量变化量 D．甲、乙的动量变化量相同 解析：选B。根据牛顿第三定律可知，甲对乙的作用力等于乙对甲的作用力，故A错误；甲、乙组成的系统，初状态总动量为零，根据动量守恒定律有甲、乙的动量变化量大小相等、方向相反，故C、D错误；由公式Ek＝可得，甲、乙动量大小相同，但甲的质量大，所以甲的动能小于乙的动能，故B正确。 3. (2024·广东深圳期中)如图所示，建筑工地上常用打桩机把桩打入地下。电动机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，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，重锤所受合外力冲量为零 解析：选D。重锤与桩的撞击过程中，会产生内能，机械能不守恒，故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，故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，但运动过程中动量不为零，可知重锤和桩组成的系统动量不守恒，故C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，根据动量定理可知，系统所受合外力冲量为零，故D正确。 题组2　动量守恒定律的基本应用 4. (2024·山东青岛五十八中阶段练)如图所示，质量为M的滑块静止在光滑的水平面上，滑块的光滑弧面底部与桌面相切，一个质量为m的小球以速度v0向滑块滚来，小球最后未越过滑块，则小球到达最高点时，小球和滑块的速度大小是(　　) A． B． C． D． 解析：选A。小球沿滑块上滑的过程中，小球和滑块组成的系统在水平方向上不受外力，因而系统在水平方向上动量守恒，小球到达最高点时和滑块具有相同的对地速度v(若速度不相同，必然相对运动，此时一定不是最高点)。由系统在水平方向上动量守恒得mv0＝(M＋m)v，所以v＝。 5．如图所示，质量为m的人立于平板车上，车的质量为M，人与车以大小为v1的速度在光滑水平面上向东运动。当此人相对于车以大小为v2的速度竖直跳起时，车向东的速度大小为(　　) A． B． C． D．v1 解析：选D。人与车组成的系统在水平方向上动量守恒，人向上跳起后，水平方向上的速度没变，则(m＋M)v1＝mv1＋Mv车，因此v车＝v1。 题组3　动量守恒定律和功能关系的应用 6．(2024·江苏宿迁统考期中)2024年1月11日11时52分，我国在酒泉卫星发射中心使用快舟一号甲运载火箭，成功将天行一号02星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务圆满成功。假设火箭的燃料用完后，火箭壳体和卫星一起以6.0×103 m/s的速度绕地球做匀速圆周运动。某时刻卫星沿轨道切线方向以相对于火箭壳体1.5×103 m/s的速度与之分离。已知卫星的质量是400 kg，火箭壳体的质量是100 kg，则分离后卫星的速度是(　　) A．4.8×103m/s B．5.5×103 m/s C．6.3×103 m/s D．7.2×103 m/s 解析：选C。设卫星速度为v，由题意可知火箭壳体的速度v′＝v－1.5×103，由动量守恒定律可得(m1＋m2)v0＝m1v＋m2v′，联立可得v＝6.3×103 m/s，A、B、D错误，C正确。 7. (多选)(2023·哈师大附中期末)如图所示，A、B两物体的质量比 mA∶mB＝5∶2，它们原来静止在足够长平板车C上，A、B间有一根被压缩了的弹簧，A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，地面光滑。当弹簧突然释放后，A、B均发生相对滑动，则有(　　) A．A、B系统动量守恒 B．A、B、C系统动量守恒 C．小车向左运动 D．小车向右运动 解析：选BC。A、B、C系统受到的合外力为零，动量守恒，A、B系统受到的合外力F＝μmAg－μmBg≠0，所以A、B系统动量不守恒，A错误，B正确；以向左为正方向，小车受到的合外力为F＝μmAg－μmBg>0，所以小车向左运动，C正确，D错误。 8. 如图所示，滑块和小球的质量分别为M、m，滑块可在水平放置的光滑固定导轨上自由滑动，小球与滑块上的悬点O由一不可伸长的轻绳相连，轻绳长为l，开始时，轻绳处于水平拉直状态，小球和滑块均静止，现将小球由静止释放，当小球到达最低点时，下列说法正确的是(　　) A．滑块和小球组成的系统动量守恒 B．滑块和小球组成的系统机械能不守恒 C．绳子对滑块做的功等于滑块动能的增加量 D．小球重力势能的减少量等于小球动能的增加量 解析：选C。小球下落过程中，小球竖直方向有分加速度，系统的合外力不为零，因此系统动量不守恒，故A错误；滑块和小球组成的系统只有重力做功，所以机械能守恒，故B错误；对于滑块来说，只有绳子拉力做功，根据动能定理可知绳子所做的功等于滑块动能的增加量，故C正确；由于绳子拉力对小球做功，所以小球的机械能不守恒，所以小球重力势能的减少量不等于小球动能的增加量，故D错误。 9．(多选)(2024·重庆渝北中学校考)安全问题是货车司机首要关注的问题，如图所示的是货车司机在某一平直模拟公路上进行的“货车和挂车脱钩实验”的示意图。一货车后面连接着一挂车，在平直模拟公路上匀速直线行驶。已知平直模拟公路上各处粗糙程度相同。在某一瞬间货车和挂车突然脱钩，货车在脱钩前、后牵引力不变，则在挂车停止运动前，下列说法正确的是(　　) A．货车和挂车组成的系统动量守恒 B．货车和挂车组成的系统机械能守恒 C．脱钩后货车做匀速直线运动 D．脱钩后挂车做匀减速运动 解析：选AD。由于脱钩前货车连接着挂车，在平直模拟公路上匀速直线行驶，货车和挂车组成的系统所受的合外力为零，货车牵引力大小与货车和挂车受到的摩擦力大小之和相等，方向相反，货车和挂车突然脱钩后到挂车停止运动前，由于货车牵引力大小不变，且脱钩后货车和挂车受到的摩擦力大小不变，因此脱钩后到挂车停止运动前货车和挂车组成的系统所受合外力依然为零，系统动量守恒，故A正确；设货车的质量为M，挂车的质量为m，与公路的动摩擦因数为μ，设货车的牵引力为F，未脱钩之前，根据受力平衡可得F＝μ(M＋m)g，脱钩后对货车，根据牛顿第二定律可得a货＝＝，货车做匀加速直线运动，对于挂车根据牛顿第二定律可得a挂＝－＝－μg，挂车做匀减速直线运动，故C错误，D正确；由C、D选项分析可知，脱钩后货车和挂车所受合外力大小相同，都为μmg，货车所受合外力做正功，挂车所受合外力做负功，而货车做匀加速直线运动，挂车做匀减速直线运动，脱钩时二者速度大小相同，因此脱钩后相同时间内货车的位移大，货车所受合外力做的正功大于挂车所受合外力做的负功，根据动能定理可知货车和挂车组成的系统动能增加，机械能增加，故B错误。 10．(2024·山东聊城联考期中)如图所示，一内、外侧均光滑的半圆柱槽置于光滑的水平面上，槽的左侧靠在竖直墙壁上。现让一小球(可看作质点)自左端槽口A点的正上方由静止开始下落，与半圆槽相切并从A点进入槽内。下列说法正确的是(　　) A．小球在槽内运动的全过程中，小球与槽组成的系统水平方向上的动量守恒 B．小球在槽内运动的全过程中，槽对小球的支持力不做功 C．小球在槽内运动的全过程中，小球与槽组成的系统机械能守恒 D．小球离开右侧槽口以后，将做竖直上抛运动 解析：选C。小球在槽内运动的前半过程中，小球与槽组成的系统受到竖直墙壁的弹力，则系统水平方向上的动量不守恒，而小球在槽内运动的后半过程中，小球与槽组成的系统水平方向上不受外力，则动量守恒，故A错误；小球在槽内运动的全过程中，从刚释放到最低点，只有重力做功，槽对球的支持力不做功，而从最低点开始上升过程中，除小球所受重力做功外，还有槽对球的作用力做负功，但球对槽的作用力做正功，两者之和正好为零，所以小球与槽组成的系统机械能守恒，故C正确，B错误；小球经过槽的最低点后，在小球沿槽的右侧面上升的过程中，槽也向右运动，小球离开右侧槽口时相对于地面的速度斜向右上方，小球将做斜抛运动而不是做竖直上抛运动，故D错误。 11．如图所示，在光滑水平面上并排放置的木块A、B，已知mA＝2 kg，mB＝1 kg。现有质量mC＝1 kg的小物块C以初速度v0＝6 m/s在A表面沿水平方向向右滑动，由于C与A、B间均有摩擦，C最终停在B上，B、C最后的共同速度v＝2 m/s，求： (1)木块A的最终速度的大小； (2)小物块C滑离木块A时的速度大小。 解析：(1)对A、B、C组成的系统，整个过程动量守恒即mCv0＝mAvA＋(mB＋mC)v 代入数据求得vA＝1 m/s。 (2)在小物块C滑过木块A的过程中，A、B、C组成的系统动量守恒，有 mCv0＝(mA＋mB)vA＋mCvC 代入数据求得vC＝3 m/s。 答案：(1)1 m/s　(2)3 m/s 学科网（北京）股份有限公司 $