(5) 1 动量守恒定律 专题 动量守恒定律的应用 (课时跟踪)-【学而思·高中同步培优练】2026-2027学年高二物理选择性必修第一册课时作业(人教版·新教材)

专题　动量守恒定律的应用 1.AD　[解析] 子弹击中A的过程中,子弹和A、B组成的系统所受合外力为零,系统的动量守恒,故A正确;子弹击中A的过程中,由于子弹对A和B组成的系统有作用力,所以A和B组成的系统动量不守恒,故B错误;子弹击中A的过程中,B对子弹和A组成的系统有作用力,子弹和A组成的系统动量不守恒,故C错误;子弹击穿A后,子弹和B组成的系统所受合外力为零,系统动量守恒,故D正确. 2.C　[解析] 对小球、小车和滑块组成的系统,只有重力做功,机械能守恒,因为在整个过程中滑块获得了动能,则小球和小车组成的系统机械能不守恒,故A错误;对小球与小车组成的系统,在水平方向上受滑块的外力,则小球与小车组成的系统在水平方向动量不守恒,故B错误;小球运动到最低点的过程中,速度增大,水平方向上的动量增大,对小球、小车和滑块组成的系统,根据动量守恒定律,小车和滑块向右的动量增大,可知小车和滑块向右的速度增大,小球从最低点向左摆时,速度减小,水平方向上的动量减小,则小车向右的动量减小,速度减小,与滑块发生分离,故C正确;小球、小车和滑块组成的系统在水平方向上动量守恒,最终滑块的速度不为零,则当小球向左摆到最高点时,水平速度不为零,根据机械能守恒定律知,小球不能摆到释放时的高度,故D错误. 3.A　[解析] 因系统动量守恒,故最终甲、乙动量大小必相等.谁最后接球,谁的质量中就包含了球的质量,即质量大,根据动量守恒定律得m甲v甲=m乙v乙,因此最终谁接球谁的速度小,故选A. 4.A　[解析] 细线断开后,只要铁球还未沉底,木球还未浮出水面,二者组成的系统竖直方向上动量守恒,木球运动至最深处瞬间,速度为0,设木球质量为m,铁球质量为4m,有5mv=0+4mv1,解得v1=v,故A正确. 5.C　[解析] 设射出的箭的数目为n,在草船与箭的作用过程中,系统动量守恒,有Mv1-nmv2=0,解得n=,故选C. 6.CD　[解析] 对于甲和箱子根据动量守恒定律有(M+m)v0=Mv1+mv,对于乙和箱子根据动量守恒定律得mv-Mv0=(M+m)v2,当甲、乙恰好不相碰,有v1=v2,联立解得v=5.2 m/s,若要避免碰撞,则需要满足v≥5.2 m/s,故选C、D. 7.C　[解析] 若一个一个地投,设投第一个铅球的速度(对地)大小为v1,投出后车的速度大小为v2,则有mv1-(4m+m)v2=0,设之后投第二个铅球的速度(对地)大小为v3,投出后车的速度大小为v4,则有(4m+m)v2=4mv4-mv3,若两个铅球一起投,则有2mv0-4mv5=0,由于每次投掷时铅球相对车的速度相同,则有v1+v2=v3+v4=v0+v5,解得=,故选C. 8.2 m/s [解析] 因碰撞时间极短,A与C碰撞过程动量守恒,设碰后瞬间A的速度为vA,C的速度为vC,以向右为正方向,由动量守恒定律得 mAv0=mAvA+mCvC A与B在摩擦力作用下达到共同速度,设共同速度为vAB,由动量守恒定律有 mAvA+mBv0=(mA+mB)vAB A与B达到共同速度后恰好不再与C碰撞,应满足 vAB=vC 联立解得vA=2 m/s 9.CD　[解析] 选运动员退行的速度方向为正方向,设运动员的质量为M,物块的质量为m,物块被推出时的速度大小为v0,运动员第一次推出物块后的退行速度大小为v1,根据动量守恒定律,运动员第一次推出物块时有0=Mv1-mv0,物块与挡板发生弹性碰撞,以等大的速率反弹;第二次推出物块时有Mv1+mv0=-mv0+Mv2,依次类推Mv2+mv0=-mv0+Mv3,…,Mv6+mv0=-mv0+Mv7,由题可知,运动员的退行速度v7>v0,v6<v0,解得55 kg<M<65 kg,故选C、D. 10.(1)　(2)+v0 (3)3.7 m/s [解析] (1)推出箱子的过程,甲和箱子组成的系统动量守恒,以v0方向为正方向,有(M+m)v0=mv+Mv1 解得v1= (2)设推出箱子后甲的速度为v甲,若甲推出箱子后,箱子相对甲的速度为v,则箱子的速度v箱=v甲+v 由动量守恒定律有(M+m)v0=Mv甲+mv箱 箱子和乙作用的过程中动量守恒,以箱子的速度方向为正方向,由动量守恒定律有mv箱-Mv0=(M+m)v2 联立解得v2=+v0 (3)在情况(1)中,设乙抓住箱子后共同的速度为v共,有mv-Mv0=(M+m)v共 甲、乙不相撞的条件是v1≤v共 联立解得v≥3.7 m/s 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题　动量守恒定律的应用 建议用时:40分钟 1.(多选)如图所示,光滑水平面上有A、B两个木块,A、B紧靠在一起,子弹以速度v0向原来静止的A射去,子弹击穿A留在B中.下面说法正确的是 (　) A.子弹击中A的过程中,子弹和A、B组成的系统动量守恒 B.子弹击中A的过程中,A和B组成的系统动量守恒 C.子弹击中A的过程中,子弹和A组成的系统动量守恒 D.子弹击穿A后,子弹和B组成的系统动量守恒 2.如图所示,质量为M1的小车和质量为M2的滑块均静止在光滑水平面上,小车紧靠滑块(不粘连),在小车上固定的轻杆顶端系细绳,绳的末端拴一质量为m的小球,将小球向右拉至细绳水平且绷直后释放,在小球从释放至第一次达到左侧最高点的过程中,下列说法正确的是 (　) A.小球与小车组成的系统机械能守恒 B.小球与小车组成的系统在水平方向动量守恒 C.小球运动至最低点后,小车和滑块分离 D.小球一定能向左摆到释放时的高度 3.[2026·江苏常州金坛一中高二月考] 两名质量相等的滑冰人甲和乙都静止在光滑的水平冰面上.现在其中一人向另一人抛出一个篮球,另一人接球后再抛回.如此反复几次之后,甲和乙最后的速率关系是 (　) A.若甲最后接球,则一定是v甲<v乙 B.若甲最先抛球,则一定是v甲<v乙 C.若乙最后接球,则一定是v甲<v乙 D.无论怎样抛球和接球,都是v甲>v乙 4.[2025·辽宁大连二十四中高一期中] 如图所示,在一个平静的足够深的水池中,木球通过细线连接一个铁球,二者一起以速度v竖直向下匀速运动,铁球质量是木球的4倍,运动过程中水的阻力忽略不计(浮力不可忽略).某时刻细线断开,当木球运动至最深处时,铁球的速度为 (　) A.v 　　　B.v C.v 　　　D.2v 5.[2026·贵州遵义高级中学高二月考] 《三国演义》中“草船借箭”是后人熟悉的故事.若草船的质量为M,每支箭的质量为m,草船以速度v1驶来时,对岸士兵多箭齐发,箭以相同的速度v2水平射中草船.假设此时草船正好停下来,不计水的阻力,则射出的箭的数目为 (　) A. B. C. D. 6.(多选)[2025·山西太原十二中高二开学考] 如图所示,甲和他的冰车总质量为M=30 kg,甲推着质量m=15 kg的小木箱一起以速度v0=2 m/s向右滑行.乙和他的冰车总质量也为M=30 kg,乙以同样大小的速度迎面而来.为了避免相撞,甲将小木箱以速度v沿冰面推出,木箱滑到乙处时乙迅速把它抓住.若不计冰面的摩擦力,则小木箱的速度v可能为 (　) A.4 m/s B.5 m/s C.6 m/s D.7 m/s 7.一个人站在静止于光滑平直轨道上的平板车上,人和车的总质量为M=4m,现在这人双手各握一个质量为m的铅球,以两种方式顺着轨道方向水平投出铅球:第一次是一个一个地投,第二次是两个一起投;设每次投掷时铅球相对车的速度相同,则两次投掷后小车速度之比为 (　) A.1 B. C. D. 8.[2025·山东烟台二中高二月考] 如图所示,光滑水平轨道上放置长板A(上表面粗糙)和滑块C,滑块B置于A的左端,三者质量分别为mA=2 kg、mB=1 kg、mC=2 kg.开始时C静止,A、B一起以v0=5 m/s的速度匀速向右运动,A与C发生碰撞(时间极短)后C向右运动,经过一段时间,A、B再次达到共同速度一起向右运动,且恰好不再与C碰撞.求A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小. 9.(多选)水平冰面上有一固定的竖直挡板,一滑冰运动员面对挡板静止在冰面上,他把一质量为5.0 kg的静止物块以大小为4.0 m/s的速度沿与挡板垂直的方向推向挡板,运动员获得退行速度;物块与挡板发生碰撞,碰后速度反向但大小不变,追上运动员时,运动员又把物块推向挡板,使其再一次以大小为4.0 m/s的速度与挡板弹性碰撞,碰后速度反向但大小不变.总共经过7次这样推物块后,运动员退行速度的大小大于4.0 m/s,反弹的物块不能再追上运动员.不计冰面的摩擦力,该运动员的质量可能为　 (　) A.45 kg B.50 kg C.58 kg D.63 kg 10.如图所示,甲、乙两小孩各乘一辆冰车在光滑水平冰面上游戏.甲(含冰车)、乙(含冰车)质量均为M,游戏时,甲推着一个质量为m的箱子和他一起以v0的速度滑行,乙以同样大小的速度迎面滑来.为了避免相撞,甲突然将箱子沿冰面推给乙,箱子滑至乙所在位置时,乙迅速抓住箱子后一起反向运动. (1)若甲将箱子相对地面以速度v推出,求推出后甲的速度v1; (2)若甲推出箱子后,箱子相对甲的速度为v,求乙抓住箱子后的速度v2; (3)若在满足(1)的情况下,M=25 kg,m=10 kg,v0=1.2 m/s,为使甲、乙最后不相撞,则箱子被推出的速度最小为多大? 学科网（北京）股份有限公司 $