第34课时 动量守恒定律-(Word试题版)【创新大课堂】2027年高三物理一轮总复习
2026-08-10
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摘要:
**基本信息**
覆盖动量守恒定律核心考点,通过填空、判断、计算等题型,结合喷气飞机、宋代火箭等真实情境,梯度设计适配一轮复习。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|填空、判断、选择、计算、讨论交流|12题|动量守恒条件、表达式、特性、爆炸、反冲、人船模型|结合科技(喷气飞机)、文化(宋代火箭)、生活(两响爆竹)情境,基础到综合梯度,多地区模拟题来源|
内容正文:
第34课时 动量守恒定律
考点一 系统动量守恒的判断
动量守恒定律
1. 内容
如果一个系统不受外力,或者所受外力的______为0,这个系统的总动量保持不变。
2. 适用条件
(1)理想守恒:不受外力或所受外力的合力为零。
(2)近似守恒:系统内各物体间相互作用的内力______它所受到的外力,如碰撞、爆炸等过程。
(3)某一方向守恒:如果系统动量不守恒,但在某一方向上不受外力或所受外力的合力为零,则系统在这一方向上动量守恒。
3. 判断正误
(1)只要系统所受合外力做功为0,系统动量就守恒。( )
(2)系统的动量不变是指系统的动量大小和方向都不变。( )
(3)若物体相互作用时动量守恒,则机械能一定守恒。( )
(2026・北京市八一学校月考)
4. 如图所示,将一光滑的半圆槽置于光滑水平面上,槽的左侧有一固定在水平面上的物块。今让一小球自左侧槽口的正上方从静止开始下落,与圆弧槽相切自点进入槽内,并从点飞出,则以下结论中正确的是( )
A. 小球在半圆槽内运动的全过程中,只有重力对它做功
B. 小球在半圆槽内运动的全过程中,小球与半圆槽在水平方向动量守恒
C. 小球自半圆槽的最低点向点运动的过程中,小球与半圆槽在水平方向动量守恒
D. 小球离开点以后,将做竖直上抛运动
考点二 动量守恒定律的基本应用
5. 动量守恒定律的表达式
(1)或______。即系统相互作用前的总动量等于相互作用后的总动量。
(2)______,相互作用的两个物体动量的变化量等大反向。
2.动量守恒定律的五个特性
矢量性
动量守恒定律的表达式为矢量方程,解题应选取统一的正方向
相对性
各物体的速度必须是相对同一参考系的速度(一般是相对于地面)
同时性
动量是一个瞬时量,表达式中的、应是系统中各物体在相互作用前同一时刻的动量,、应是系统中各物体在相互作用后同一时刻的动量
系统性
研究的对象是相互作用的两个或多个物体组成的系统
普适性
动量守恒定律不仅适用于低速宏观物体组成的系统,还适用于接近光速运动的微观粒子组成的系统
(2026・浙江杭州模拟)
6. 如图所示,弹簧的一端固定在竖直墙上,质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上,底部与水平面接触处平滑。一个质量也为m的小球从槽上高h处由静止开始自由下滑,下列判断正确的是( )
A. 在下滑过程中,小球和槽之间的相互作用力对槽不做功
B. 在下滑过程中,小球和槽组成系统水平方向动量守恒
C. 被弹簧反弹后,小球和槽都做速率不变的直线运动
D. 被弹簧反弹后,小球能回到槽上高h处
(2026・山东淄博市期中)
7. 如图,质量M = 9kg的小车A以大小v0= 8m/s的速度沿光滑水平面匀速运动,小车左端固定的支架光滑水平台面上放置质量m = 1kg的小球B(可看作质点),小球距离车面H = 0.8m。某一时刻,小车与静止在水平面上的质量m0= 6kg的物块C发生碰撞并粘连在一起(碰撞时间可忽略),此后,小球刚好落入小车右端固定的沙桶中(小桶的尺寸可忽略),不计空气阻力,取重力加速度g = 10m/s2,求:
(1)小车的最终速度的大小v;
(2)初始时小球与沙桶的水平距离Δx。
考点三 爆炸问题、反冲运动、人船模型
8. 爆炸现象的三个规律
动量守恒
爆炸物体系统内部的相互作用力远远大于受到的外力,所以在爆炸过程中,系统的总动量______
机械能增加
在爆炸过程中,有其他形式的能量(如化学能)转化为机械能,所以系统的机械能增加
位置不变
爆炸的时间极短,因而作用过程中物体产生的位移______,可以认为爆炸后各部分从爆炸前的位置以新的动量开始运动
9. 反冲运动的三点说明
作用原理
反冲运动是系统内两物体之间的作用力和反作用力产生的效果
动量守恒
反冲运动中系统不受外力或内力______外力,所以反冲运动遵循动量守恒定律
机械能增加
反冲运动中,由于有其他形式的能转化为机械能,所以系统的机械能增加
讨论交流
10. 一架喷气式飞机(图)飞行的速度是,如果它喷出的气体相对飞机的速度小于,那么以地面为参考系,气体的速度方向实际上是与飞机飞行的方向相同的。如果在这种情况下继续喷出气体,飞机的速度还会增加吗?为什么?
(2024・湖北省名校联盟联考)
11. 我国早在宋代就发明了火箭。即在箭杆捆上前端封闭的火药筒,点燃后产生的燃气以较大的速率向后喷出,箭杆由于反冲而向前运动,这与现代火箭的原理大致相同。某时刻火箭速度为,在极短的时间内喷射质量为、速度为u的燃气,喷出燃气后火箭的质量为m。则此次火箭喷气后速度的变化量为( )
A. B. C. D.
(2026・四川成都模拟)
12. 两响爆竹,即二踢脚,是一种传统民俗用品,两响爆竹的纸筒内分两层安放火药,下层火药的作用是将爆竹送上天空,上层火药在升空10~20米后,凌空爆响。质量为200g的两响爆竹在0.01s时间内下层火药爆炸,向下喷出少量高压气体(此过程两响爆竹的位移可以忽略),然后被竖直发射到距离地面的最高点,在最高点上层火药在极短时间内发生爆炸,假设两响爆竹被炸成两部分,其中80g的部分以的速度水平飞出,不计空气阻力和火药的质量,重力加速度g取,求:
(1)下层火药爆炸过程产生的高压气体对两响爆竹平均作用力的大小;
(2)上层火药爆炸后两部分爆竹落地点间的距离。
(2026・江苏省锡东高级中学月考)
13. 如图所示,有一质量、边长为0.2m的正方体木块,静止于光滑水平面上,木块内部有一从顶面贯通至底面的通道,一个质量为的小球由静止开始从轨道的左端运动到右端,在该过程中木块的位移为( )
A. 0.05m B. 0.10m C. 0.15m D. 0.5m
第34课时 动量守恒定律
考点一 系统动量守恒的判断
【1~2题答案】
【答案】1. 矢量和 2. 远大于
【解析】
【1题详解】
如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为0,这个系统的总动量保持不变。
【2题详解】
动量守恒定律的适用条件之一是近似守恒,即系统内各物体间相互作用的内力远大于它所受到的外力,如碰撞、爆炸等过程。
【3题答案】
【答案】(1)错误 (2)正确
(3)错误
【解析】
【小问1详解】
系统动量守恒的条件是系统所受合外力为零或合外力的冲量为零。系统所受合外力做功为0,系统不一定不受外力,动量可能不守恒。故错误。
【小问2详解】
动量是矢量,系统的动量不变是指系统的动量大小和方向都不变。故正确。
【小问3详解】
系统动量守恒条件是系统所受合外力为零或合外力的冲量为零,机械能守恒的条件是系统中除重力、弹力以外的力不做功或做功为0,所以当物体相互作用时动量守恒时,系统机械能不一定守恒。故错误。
(2026・北京市八一学校月考)
【4题答案】
【答案】C
【解析】
【详解】ABC.小球在半圆槽内由向运动时,由于槽的左侧有一固定在水平面上的物块,槽不会向左运动,则小球的机械能守恒,从到做圆周运动,小球和槽组成的系统在水平方向上所受合外力不为零,动量不守恒;小球从到运动的过程中,槽向右运动,系统在水平方向上合外力为零,动量守恒,槽的支持力对其做功,小球的机械能不守恒,故AB错误,C正确;
D.小球离开点时,既有竖直向上的分速度,又有水平分速度,小球做斜上抛运动,故D错误。
故选C。
考点二 动量守恒定律的基本应用
【5题答案】
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
如果相互作用的两个物体组成的系统动量守恒,则有作用前的动量和等于作用后的动量和,表达式为
【小问2详解】
如果相互作用的两个物体组成的系统动量守恒,则有相互作用的两个物体动量的增量等大反向,表达式为;
或,即系统的总动量的变化为零。
2.动量守恒定律的五个特性
矢量性
动量守恒定律的表达式为矢量方程,解题应选取统一的正方向
相对性
各物体的速度必须是相对同一参考系的速度(一般是相对于地面)
同时性
动量是一个瞬时量,表达式中的、应是系统中各物体在相互作用前同一时刻的动量,、应是系统中各物体在相互作用后同一时刻的动量
系统性
研究的对象是相互作用的两个或多个物体组成的系统
普适性
动量守恒定律不仅适用于低速宏观物体组成的系统,还适用于接近光速运动的微观粒子组成的系统
(2026・浙江杭州模拟)
【6题答案】
【答案】BC
【解析】
【详解】B.在下滑过程中,小球和槽组成的系统在水平方向所受外力的矢量和为零,系统在水平方向动量守恒,故B正确;
D.小球与槽组成的系统水平方向动量守恒,球与槽的质量相等,小球沿槽下滑,球与槽分离后,小球与槽的速度大小相等,小球被弹簧反弹后与槽的速度相等,故小球不能滑到槽上,故D错误。
C.小球被弹簧反弹后,小球和槽在水平方向不受外力作用,故小球和槽都做匀速运动,故C正确;
A.在下滑过程中,小球和槽之间的相互作用力对槽做功,故A错误;
故选BC。
(2026・山东淄博市期中)
【7题答案】
【答案】(1)5m/s;(2)1.28m
【解析】
【详解】(1)整个过程中,小球、小车和物块C组成的系统水平方向不受外力,系统水平动量守恒,设系统最终速度为v,取水平向右为正方向,由水平动量守恒得
(M+m)v0= (M+m+m0)v
解得
v = 5m/s
(2)A与C的碰撞过程动量守恒,则有
Mv0= (M+m0)v1
设小球下落的时间为t,则有
x = (v0-v1)t
解得
x = 1.28m
考点三 爆炸问题、反冲运动、人船模型
【8题答案】
【答案】 ①. 守恒 ②. 很小
【解析】
【详解】[1] 爆炸过程中系统内力远大于外力,系统所受合外力近似为零,故系统动量守恒。
[2] 爆炸时间极短,根据位移公式 可知,物体的位移极小,可以忽略不计。
【9题答案】
【答案】远大于
【解析】
【详解】反冲运动中系统不受外力或内力远大于外力,所以反冲运动遵循动量守恒定律。
讨论交流
【10题答案】
【答案】飞机的速度仍在增加,因为飞机和气体组成的系统动量守恒。
【解析】
【详解】令飞机的质量为M,喷出气体的质量为m,根据动量守恒定律有
(M+m)v0= Mv+mv’
所以喷出气体后,飞机的速度
由于喷出的气体相对于飞机的速度小于小于800m/s,所以气体相对于地面的速度与飞机速度同向,且小于开始时飞机的速度v0,根据表达式可见,喷出气体后的飞机速度仍是增加的。
故飞机的速度仍在增加,因为飞机和气体组成的系统动量守恒。
(2024・湖北省名校联盟联考)
【11题答案】
【答案】B
【解析】
【详解】根据动量守恒定律
解得
故选B。
(2026・四川成都模拟)
【12题答案】
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)设下层火药爆炸后爆竹的速度为,则
解得
由动量定理得
解得
(2)爆竹做平抛运动
解得
爆竹爆炸的过程在水平方向动量守恒,有
其中,,,解得
上层火药爆炸后两部分爆竹落地点间的距离为
(2026・江苏省锡东高级中学月考)
【13题答案】
【答案】A
【解析】
【详解】小球由静止开始从如图所示轨道的左端运动到右端过程中,小球与木块组成的系统,水平方向平均动量守恒,则有
即
根据题意,有
联立解得
故选A。
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