第1章：动量守恒定律(word版含答案)

2022春人教（2019）物理选择性必修第一册第1章：动量守恒定律含答案
人教（2019）选择性第一册第1章：动量守恒定律
一、选择题。
1、如图甲所示，在粗糙的水平地面上静止放置一质量为100 kg的木箱．t＝0时刻，某同学对其施加水平推力F的作用．已知水平推力F随时间t的变化关系图像如图乙所示，木箱与水平地面之间的动摩擦因数μ＝0.2．已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10 m/s2．则t＝3 s时木箱的速度大小为(　　)
A．2 m/s　　B．2.5 m/s C．6 m/s　　D．8 m/s
2、从同一高度自由下落的玻璃杯，掉在水泥地上易碎，掉在软泥地上不易碎，这是因为(　　)
A．掉在水泥地上，玻璃杯的动量大
B．掉在水泥地上，玻璃杯的动量变化大
C．掉在水泥地上，玻璃杯受到的冲量大
D．掉在水泥地上玻璃杯受到的冲量和掉在软泥地上一样大，但与水泥地的作用时间短，因而受到水泥地的作用力大
3、(双选)如图所示，木块A静置于光滑的水平面上，其曲面部分MN光滑、水平部分NP粗糙，现有一物体B自M点由静止下滑，设NP足够长，则以下叙述正确的是(　　)
A．A、B最终以同一不为零的速度运动
B．A、B最终速度均为零
C．A物体先做加速运动，后做减速运动
D．A物体先做加速运动，后做匀速运动
4、如图所示，具有一定质量的小球A固定在轻杆一端，轻杆另一端挂在小车支架的O点．用手将小球拉至水平，此时小车静止于光滑水平面上，放手让小球摆下与B处固定的油泥碰击后粘在一起，则小车将(　　)
A．向右运动 B．向左运动
C．静止不动 D．小球下摆时，车向左运动后又静止
5、将静置在地面上，质量为M(含燃料)的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体．忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是(　　)
A.v0 B.v0 C.v0 D.v0
6、在光滑的水平面上有a、b两球，其质量分别为ma、mb，两球在t0时刻发生正碰，并且在碰撞过程中无机械能损失，两球在碰撞前后的速度—时间图像如图所示，下列关系式正确的是(　　)
A．ma＞mb B．ma＜mb
C．ma＝mb D．无法判断
7、（双选）如图所示，铁块压着一张纸条放在水平桌面上，第一次以速度v抽出纸条后，铁块落在水平地面上的P点，第二次以速度2v抽出纸条，则 (　　)
A．铁块落地点在P点左边
B．铁块落地点在P点右边
C．第二次纸条与铁块的作用时间比第一次短
D．第二次纸条与铁块的作用时间比第一次长
8、据新华社报道，2018年5月9日凌晨，我国长征系列运载火箭，在太原卫星发射中心完成第274次发射任务，成功发射“高分五号”卫星，该卫星是世界上第一颗实现对大气和陆地综合观测的全谱段高光谱卫星．最初静止的运载火箭点火后喷出质量为M的气体后，质量为m的卫星(含未脱离的火箭)的速度大小为v，不计卫星受到的重力和空气阻力．则在上述过程中，卫星所受冲量大小为(　　)
A．Mv B．(M＋m)v C．(M－m)v D．mv
9、(多选)静止在光滑坚硬水平放置的铜板上的小型炸弹，爆炸后，所有碎弹片沿圆锥面飞开，如图所示，在爆炸过程中，对弹片而言，下列说法正确的是(　　)
A．总动量守恒
B．爆炸后，弹片总动量方向在竖直方向上
C．水平方向上的总动量为零
D．炸弹爆炸时，总动量不守恒
10、A、B两物体发生正碰，碰撞前后物体A、B都在同一直线上运动，其位移—时间图像如图所示．由图可知，物体A、B的质量之比为(　　)
A．1?1 B．1?2 C．1?3 D．3?1
11、穿着溜冰鞋的人，站在光滑的冰面上，沿水平方向举枪射击，设第一次射出子弹后，人后退的速度为v，则(设每颗子弹射出时对地面的速度相同)(　　)
A．无论射出多少颗子弹，人后退的速度为v保持不变
B．射出n颗子弹后，人后退的速度为nv
C．射出n颗子弹后，人后退的速度大于nv
D．射出n颗子弹后，人后退的速度小于nv
12、沿水平方向飞行的手榴弹，它的速度是20 m/s，此时在空中爆炸，分裂成1 kg和0.5 kg的两块，其中0.5 kg的那块以40 m/s的速率沿原来速度相反的方向运动，此时另一块的速率为(　　)
A．10 m/s B．30 m/s
C．50 m/s D．70 m/s
二、填空含实验题。
13、(多选)如图所示，在“验证动量守恒”的实验中，把两个等体积小球用线悬挂起来，一个小球静止，拉起另一个小球，放下后它们相碰，则下列说法正确的是(　　)
A．悬挂两球的细绳长度要适当，且等长
B．由静止释放小球，以便较准确计算小球碰前速度
C．两小球必须都是弹性球，且质量相同
D．两小球碰后可以粘在一起共同运动
14、为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞(碰撞过程中没有机械能损失)，某同学选取了两个体积相同、质量不等的小球，按下述步骤做了如下实验：
①用天平测出两个小球的质量分别为m1和m2，且m1>m2.
②按照如图所示的那样，安装好实验装置．将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端点的切线水平，将一斜面BC连接在斜槽末端．
③先不放小球m2，让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置．
④将小球m2放在斜槽前端边缘处，让小球m1从斜槽顶端A处滚下，使它们发生碰撞，记下小球m1和小球m2在斜面上的落点位置；
⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离．图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置，到B点的距离分别为LD、LE、LF.
根据该同学的实验，回答下列问题：
(1)小球m1与m2发生碰撞后，m1的落点是图中的 点，m2的落点是图中的 点．
(2)用测得的物理量来表示，只要满足关系式m1＝m1＋m2，则说明碰撞中动量是守恒的．
(3)用测得的物理量来表示，只要再满足关系式 ，则说明两小球的碰撞是弹性碰撞．
三、计算类解答题。
15、（计算类综合题）在粗糙的水平面上静止放置一个质量为1.5 kg的物体，从t＝0时刻开始受到水平向右拉力F的作用，从静止开始做直线运动，拉力F随时间变化如图所示，物体与地面的动摩擦因数为0.4，g取10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．求：
(1)在0～6 s时间内拉力F的冲量；
(2)物体在t＝6 s时的速度大小。
16、如图所示，在水平地面上放置一质量为M的木块，一质量为m的子弹以水平速度v射入木块(未穿出)，若木块与地面间的动摩擦因数为μ，求：
(1)子弹射入木块后，木块在地面上前进的距离；
(2)射入的过程中，系统损失的机械能．
17、(要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)如图所示，水平轨道O点左侧粗糙，右侧光滑，在A、B两物块中间安放一颗微型炸药，并紧挨着放置于O点保持静止，物块C静置在O点右侧的P点上．某时刻引爆炸药，使A、B两物块向相反方向运动，A滑行到Q点后停止，B与C相碰后粘在一起向右运动．已知物块A与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.10，O、Q间的距离L＝2.0 m，物块的质量分别为mA＝2.0 kg，mB＝1.0 kg，mC＝3.0 kg，重力加速度g＝10 m/s2，A、B、C均可视为质点，爆炸时间极短．求：
(1)爆炸瞬间，物块A获得的速率vA；
(2)爆炸瞬间，物块B获得的速率vB；
(3)物块B与物块C相碰时产生的内能E.
2022春人教（2019）物理选择性必修第一册第1章：动量守恒定律含答案
人教（2019）选择性第一册第1章：动量守恒定律
一、选择题。
1、如图甲所示，在粗糙的水平地面上静止放置一质量为100 kg的木箱．t＝0时刻，某同学对其施加水平推力F的作用．已知水平推力F随时间t的变化关系图像如图乙所示，木箱与水平地面之间的动摩擦因数μ＝0.2．已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10 m/s2．则t＝3 s时木箱的速度大小为(　　)
A．2 m/s　　B．2.5 m/s C．6 m/s　　D．8 m/s
【答案】B　
2、从同一高度自由下落的玻璃杯，掉在水泥地上易碎，掉在软泥地上不易碎，这是因为(　　)
A．掉在水泥地上，玻璃杯的动量大
B．掉在水泥地上，玻璃杯的动量变化大
C．掉在水泥地上，玻璃杯受到的冲量大
D．掉在水泥地上玻璃杯受到的冲量和掉在软泥地上一样大，但与水泥地的作用时间短，因而受到水泥地的作用力大
【答案】D
3、(双选)如图所示，木块A静置于光滑的水平面上，其曲面部分MN光滑、水平部分NP粗糙，现有一物体B自M点由静止下滑，设NP足够长，则以下叙述正确的是(　　)
A．A、B最终以同一不为零的速度运动
B．A、B最终速度均为零
C．A物体先做加速运动，后做减速运动
D．A物体先做加速运动，后做匀速运动
【答案】BC
4、如图所示，具有一定质量的小球A固定在轻杆一端，轻杆另一端挂在小车支架的O点．用手将小球拉至水平，此时小车静止于光滑水平面上，放手让小球摆下与B处固定的油泥碰击后粘在一起，则小车将(　　)
A．向右运动 B．向左运动
C．静止不动 D．小球下摆时，车向左运动后又静止
【答案】D
5、将静置在地面上，质量为M(含燃料)的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体．忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是(　　)
A.v0 B.v0 C.v0 D.v0
【答案】D
6、在光滑的水平面上有a、b两球，其质量分别为ma、mb，两球在t0时刻发生正碰，并且在碰撞过程中无机械能损失，两球在碰撞前后的速度—时间图像如图所示，下列关系式正确的是(　　)
A．ma＞mb B．ma＜mb
C．ma＝mb D．无法判断
【答案】B
7、（双选）如图所示，铁块压着一张纸条放在水平桌面上，第一次以速度v抽出纸条后，铁块落在水平地面上的P点，第二次以速度2v抽出纸条，则 (　　)
A．铁块落地点在P点左边
B．铁块落地点在P点右边
C．第二次纸条与铁块的作用时间比第一次短
D．第二次纸条与铁块的作用时间比第一次长
【答案】AC　
8、据新华社报道，2018年5月9日凌晨，我国长征系列运载火箭，在太原卫星发射中心完成第274次发射任务，成功发射“高分五号”卫星，该卫星是世界上第一颗实现对大气和陆地综合观测的全谱段高光谱卫星．最初静止的运载火箭点火后喷出质量为M的气体后，质量为m的卫星(含未脱离的火箭)的速度大小为v，不计卫星受到的重力和空气阻力．则在上述过程中，卫星所受冲量大小为(　　)
A．Mv B．(M＋m)v C．(M－m)v D．mv
【答案】D
9、(多选)静止在光滑坚硬水平放置的铜板上的小型炸弹，爆炸后，所有碎弹片沿圆锥面飞开，如图所示，在爆炸过程中，对弹片而言，下列说法正确的是(　　)
A．总动量守恒
B．爆炸后，弹片总动量方向在竖直方向上
C．水平方向上的总动量为零
D．炸弹爆炸时，总动量不守恒
【答案】BCD
10、A、B两物体发生正碰，碰撞前后物体A、B都在同一直线上运动，其位移—时间图像如图所示．由图可知，物体A、B的质量之比为(　　)
A．1?1 B．1?2 C．1?3 D．3?1
【答案】C
11、穿着溜冰鞋的人，站在光滑的冰面上，沿水平方向举枪射击，设第一次射出子弹后，人后退的速度为v，则(设每颗子弹射出时对地面的速度相同)(　　)
A．无论射出多少颗子弹，人后退的速度为v保持不变
B．射出n颗子弹后，人后退的速度为nv
C．射出n颗子弹后，人后退的速度大于nv
D．射出n颗子弹后，人后退的速度小于nv
【答案】C
12、沿水平方向飞行的手榴弹，它的速度是20 m/s，此时在空中爆炸，分裂成1 kg和0.5 kg的两块，其中0.5 kg的那块以40 m/s的速率沿原来速度相反的方向运动，此时另一块的速率为(　　)
A．10 m/s B．30 m/s
C．50 m/s D．70 m/s
【答案】C
二、填空含实验题。
13、(多选)如图所示，在“验证动量守恒”的实验中，把两个等体积小球用线悬挂起来，一个小球静止，拉起另一个小球，放下后它们相碰，则下列说法正确的是(　　)
A．悬挂两球的细绳长度要适当，且等长
B．由静止释放小球，以便较准确计算小球碰前速度
C．两小球必须都是弹性球，且质量相同
D．两小球碰后可以粘在一起共同运动
【答案】ABD
14、为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞(碰撞过程中没有机械能损失)，某同学选取了两个体积相同、质量不等的小球，按下述步骤做了如下实验：
①用天平测出两个小球的质量分别为m1和m2，且m1>m2.
②按照如图所示的那样，安装好实验装置．将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端点的切线水平，将一斜面BC连接在斜槽末端．
③先不放小球m2，让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置．
④将小球m2放在斜槽前端边缘处，让小球m1从斜槽顶端A处滚下，使它们发生碰撞，记下小球m1和小球m2在斜面上的落点位置；
⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离．图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置，到B点的距离分别为LD、LE、LF.
根据该同学的实验，回答下列问题：
(1)小球m1与m2发生碰撞后，m1的落点是图中的 点，m2的落点是图中的 点．
(2)用测得的物理量来表示，只要满足关系式m1＝m1＋m2，则说明碰撞中动量是守恒的．
(3)用测得的物理量来表示，只要再满足关系式 ，则说明两小球的碰撞是弹性碰撞．
【答案及解析】（1）D F （3）m1LE＝m1LD＋m2LF
(1)小球m1和小球m2相撞后，小球m2的速度增大，小球m1的速率减小，都做平抛运动，所以碰撞后m1球的落地点是D点，m2球的落地点是F点；
(2)碰撞前，小球m1落在图中的E点，设其水平初速度为v1，小球m1和m2发生碰撞后，m1的落点在图中的D点，设其水平初速度为v1′，m2的落点是图中的F点，设其水平初速度为v2.
设斜面BC与水平面的倾角为α，
由平抛运动规律得：LDsinα＝gt2，LDcosα＝v1′t
解得：v1′＝
同理可解得：v1＝，v2＝
所以只要满足m1v1＝m2v2＋m1v1′即：m1＝m1＋m2，则说明两球碰撞过程中动量守恒；
(3)若两小球的碰撞是弹性碰撞，则碰撞前后机械能没有损失，则要满足关系式m1v＝m1v′＋m2v
即m1LE＝m1LD＋m2LF。
三、计算类解答题。
15、（计算类综合题）在粗糙的水平面上静止放置一个质量为1.5 kg的物体，从t＝0时刻开始受到水平向右拉力F的作用，从静止开始做直线运动，拉力F随时间变化如图所示，物体与地面的动摩擦因数为0.4，g取10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．求：
(1)在0～6 s时间内拉力F的冲量；
(2)物体在t＝6 s时的速度大小。
【答案】(1)39 N·s，方向向右　 (2)v＝2 m/s
【解析】(1)力和时间的图像的面积为F的冲量，0～6 s内
IF＝×(3＋9)×4 N·s＋×(6＋9)×2 N·s＝39 N·s，方向向右．
(2)在0～6 s内摩擦力的冲量
If＝×(3＋6)×2 N·s＋6×4 N·s＝－33 N·s.
设t＝6 s物体时的速度为v，由动量定理可知
I合＝IF＋If＝mv－0，
解得v＝4 m/s。
16、如图所示，在水平地面上放置一质量为M的木块，一质量为m的子弹以水平速度v射入木块(未穿出)，若木块与地面间的动摩擦因数为μ，求：
(1)子弹射入木块后，木块在地面上前进的距离；
(2)射入的过程中，系统损失的机械能．
【答案】(1)　(2)
【解析】因子弹未射出，故碰撞后子弹与木块的速度相同，而系统损失的机械能为初、末状态系统的动能之差．
(1)设子弹射入木块时，二者的共同速度为v′，取子弹的初速度方向为正方向，则有：mv＝(M＋m)v′，①
二者一起沿地面滑动，前进的距离为x，由动能定理得：
－μ(M＋m)gx＝0－(M＋m)v′2，②
由①②两式解得：x＝.
(2)射入过程中损失的机械能ΔE＝mv2－(M＋m)v′2，
解得：ΔE＝。
17、(要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)如图所示，水平轨道O点左侧粗糙，右侧光滑，在A、B两物块中间安放一颗微型炸药，并紧挨着放置于O点保持静止，物块C静置在O点右侧的P点上．某时刻引爆炸药，使A、B两物块向相反方向运动，A滑行到Q点后停止，B与C相碰后粘在一起向右运动．已知物块A与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.10，O、Q间的距离L＝2.0 m，物块的质量分别为mA＝2.0 kg，mB＝1.0 kg，mC＝3.0 kg，重力加速度g＝10 m/s2，A、B、C均可视为质点，爆炸时间极短．求：
(1)爆炸瞬间，物块A获得的速率vA；
(2)爆炸瞬间，物块B获得的速率vB；
(3)物块B与物块C相碰时产生的内能E.
【答案】(1)2 m/s　(2)4 m/s　(3)6 J
【解析】(1)A物块从O到Q过程，由动能定理
－μmAgL＝0－mAv
解得：vA＝2 m/s.
(2)取向右为正方向，爆炸瞬间，A与B组成的系统动量守恒0＝－mAvA＋mBvB
解得vB＝4 m/s.
(3)取向右为正方向，B与C组成的系统动量守恒、能量守恒，则mBvB＝(mB＋mC)v，
E＝mv－(mB＋mC)v2
联立解得E＝6 J.