高中物理 1.3动量守恒定律课堂限时训练 含解析 新人教版选择性必修第一册

动量守恒定律
必备知识基础练
1.
(多选)木块a和b用一根轻弹簧连接起来,放在光滑水平面上,a紧靠在墙壁上,在b上施加向左的水平力使弹簧压缩,如图所示,当撤去外力后,下列说法正确的是(　　)
A.a尚未离开墙壁前,a和b组成的系统动量守恒
B.a尚未离开墙壁前,a和b组成的系统动量不守恒
C.a离开墙壁后,a和b组成的系统动量守恒
D.a离开墙壁后,a和b组成的系统动量不守恒
2.
(多选)(2021河北石家庄二中月考)如图所示,小车放在光滑地面上,A、B两人站在车的两端,这两人同时开始相向行走,发现车向左运动,分析小车运动的原因可能是(　　)
A.A、B质量相等,但A比B的速率大
B.A、B质量相等,但A比B的速率小
C.A、B速率相等,但A比B的质量大
D.A、B速率相等,但A比B的质量小
3.
如图所示,一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置,由控制系统使箭体与卫星分离。已知前部分的卫星质量为m1,后部分的箭体质量为m2,分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行,若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化,则分离后卫星的速率v1为(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.v0-v2 B.v0+v2
C.v0- D.v0+
4.甲、乙两个溜冰者的质量分别为48 kg和50 kg,甲手里拿着质量为2 kg的球,两人均以2 m/s的速率在光滑的冰面上沿同一直线相向滑行,甲将球传给乙,乙再将球传给甲,这样抛接几次后,球又回到甲的手里,乙的速度为零,此时甲的速度大小为(　　)
A.0 B.2 m/s
C.4 m/s D.无法确定
关键能力提升练
5.
(多选)如图所示,A、B两质量相等的物体,原来静止在平板小车C上,A和B间夹一被压缩了的轻弹簧,A、B与平板车上表面动摩擦因数之比为3∶2,地面光滑。当弹簧突然释放后,A、B相对C滑动的过程中(　　)
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
6.如图所示,两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动,滑块A的质量为m,速度大小为2v0,方向向右,滑块B的质量为2m,速度大小为v0,方向向左,两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是(　　)
A.A和B都向左运动
B.A和B都向右运动
C.A静止,B向右运动
D.A向左运动,B向右运动
7.一炮艇总质量为m0,以速度v0匀速行驶,从艇上以相对炮艇的水平速度v沿前进方向发射一质量为m的炮弹,射出炮弹后炮艇的速度为v',若不计水的阻力,则下列各关系式正确的是(　　)
A.m0v0=m0v'+mv
B.m0v0=(m0-m)v'+mv
C.m0v0=(m0-m)v'+m(v+v0)
D.m0v0=(m0-m)v'+m(v+v')
8.
(2021山东济宁高二期中)如图所示,设质量为M=2 kg 的炮弹运动到空中最高点时速度为v0,突然炸成两块,质量为m=0.5 kg的弹头以速度v1=
100 m/s 沿v0的方向飞去,另一块以速度v2=20 m/s沿v0的反方向飞去。求:
(1)v0的大小;
(2)爆炸过程炮弹所增加的动能。
参考答案：
必备知识基础练
1.
(多选)木块a和b用一根轻弹簧连接起来,放在光滑水平面上,a紧靠在墙壁上,在b上施加向左的水平力使弹簧压缩,如图所示,当撤去外力后,下列说法正确的是(　　)
A.a尚未离开墙壁前,a和b组成的系统动量守恒
B.a尚未离开墙壁前,a和b组成的系统动量不守恒
C.a离开墙壁后,a和b组成的系统动量守恒
D.a离开墙壁后,a和b组成的系统动量不守恒
答案BC
2.
(多选)(2021河北石家庄二中月考)如图所示,小车放在光滑地面上,A、B两人站在车的两端,这两人同时开始相向行走,发现车向左运动,分析小车运动的原因可能是(　　)
A.A、B质量相等,但A比B的速率大
B.A、B质量相等,但A比B的速率小
C.A、B速率相等,但A比B的质量大
D.A、B速率相等,但A比B的质量小
解析A、B两人与车组成的系统动量守恒,开始时系统动量为零;两人相向运动时,车向左运动,车的动量向左,系统总动量为零,由动量守恒定律可知,A、B两人的动量之和向右,A的动量大于B的动量;如果A、B的质量相等,则A的速率大于B的速率,故A正确,B错误;如果A、B速率相等,则A的质量大于B的质量,故C正确,D错误。
答案AC
3.
如图所示,一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置,由控制系统使箭体与卫星分离。已知前部分的卫星质量为m1,后部分的箭体质量为m2,分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行,若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化,则分离后卫星的速率v1为(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.v0-v2 B.v0+v2
C.v0- D.v0+
解析对火箭和卫星由动量守恒定律得(m1+m2)v0=m2v2+m1v1,解得v1=v0+。故选D。
答案D
4.甲、乙两个溜冰者的质量分别为48 kg和50 kg,甲手里拿着质量为2 kg的球,两人均以2 m/s的速率在光滑的冰面上沿同一直线相向滑行,甲将球传给乙,乙再将球传给甲,这样抛接几次后,球又回到甲的手里,乙的速度为零,此时甲的速度大小为(　　)
A.0 B.2 m/s
C.4 m/s D.无法确定
解析甲、乙、球三者在整个过程中动量守恒,有(m甲+m球)v1-m乙v1=(m甲+m球)v',代入数据得v'=0,选项A正确。
答案A
关键能力提升练
5.
(多选)如图所示,A、B两质量相等的物体,原来静止在平板小车C上,A和B间夹一被压缩了的轻弹簧,A、B与平板车上表面动摩擦因数之比为3∶2,地面光滑。当弹簧突然释放后,A、B相对C滑动的过程中(　　)
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
解析系统动量守恒的条件是合外力为零,A、B、C组成的系统所受合外力为零,故A、B、C系统动量守恒,故A错误,B正确;压缩弹簧突然释放将A、B弹开过程中,A、B相对C发生相对运动,A向左运动,A受到的摩擦力向右,故C受到A的滑动摩擦力向左,B向右运动,B受到的摩擦力向左,故C受到B的滑动摩擦力向右,而A、B与平板车的上表面的滑动摩擦力之比为3∶2,所以C受到向左的摩擦力大于向右的摩擦力,故C向左运动,故C正确,D错误。
答案BC
6.如图所示,两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动,滑块A的质量为m,速度大小为2v0,方向向右,滑块B的质量为2m,速度大小为v0,方向向左,两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是(　　)
A.A和B都向左运动
B.A和B都向右运动
C.A静止,B向右运动
D.A向左运动,B向右运动
解析选向右为正方向,则A的动量pA=m·2v0=2mv0。B的动量pB=-2mv0。碰前A、B的动量之和为零,根据动量守恒,碰后A、B的动量之和也应为零,可知四个选项中只有选项D符合题意。
答案D
7.一炮艇总质量为m0,以速度v0匀速行驶,从艇上以相对炮艇的水平速度v沿前进方向发射一质量为m的炮弹,射出炮弹后炮艇的速度为v',若不计水的阻力,则下列各关系式正确的是(　　)
A.m0v0=m0v'+mv
B.m0v0=(m0-m)v'+mv
C.m0v0=(m0-m)v'+m(v+v0)
D.m0v0=(m0-m)v'+m(v+v')
解析发射炮弹的过程,系统动量守恒,发射前,系统的总动量为m0v0,射出炮弹后,炮艇的质量变为m0-m,速度为v',炮弹质量为m,对地速度为v+v',所以系统总动量为(m0-m)v'+m(v+v'),本题选D。
答案D
8.
(2021山东济宁高二期中)如图所示,设质量为M=2 kg 的炮弹运动到空中最高点时速度为v0,突然炸成两块,质量为m=0.5 kg的弹头以速度v1=
100 m/s 沿v0的方向飞去,另一块以速度v2=20 m/s沿v0的反方向飞去。求:
(1)v0的大小;
(2)爆炸过程炮弹所增加的动能。
解析(1)爆炸瞬间,弹头和另一块组成的系统在水平方向上动量守恒,Mv0=mv1-(M-m)v2,
代入数据解得v0=10m/s;
(2)爆炸前的动能为Ek1=×2×102J=100J;
爆炸后的动能为Ek2=(M-m)×0.5×1002J+×1.5×202J=2800J;
故增加的动能为ΔEk=Ek2-Ek1=2700J。
答案(1)10 m/s　(2)2 700 J