1.3 动量守恒定律 同步练习—高二物理人教版（2019）选择性必修第一册（含解析）
文档属性
| 名称 | 1.3 动量守恒定律 同步练习—高二物理人教版（2019）选择性必修第一册（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 215.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-12-03 18:00:54 | ||
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文档简介
1.3 动量守恒定律 同步练习
1.甲、乙两人静止在光滑的冰面上，甲推乙后，两人向相反方向滑去（如图）。在甲推乙之前，两人的总动量为0；甲推乙后，两人都有了动量，总动量还等于0吗？已知甲的质量为45 kg，乙的质量为50 kg，甲的速率与乙的速率之比是多大？
2.在光滑水平面上，A、B两个物体在同一直线上沿同一方向运动，A的质量是5 kg，速度是9 m/s，B的质量是2 kg，速度是6 m/s。A从后面追上B，它们相互作用一段时间后，B的速度增大为10 m/s，方向不变，这时A的速度是多大？方向如何？
3.质量是10 g的子弹，以300 m/s的速度射入质量是24 g、静止在光滑水平桌面上的木块。
（1）如果子弹留在木块中，木块运动的速度是多大？
（2）如果子弹把木块打穿，子弹穿过后的速度为100 m/s，这时木块的速度又是多大？
4.某机车以0.4 m/s的速度驶向停在铁轨上的7节车厢，与它们对接。机车与第一节车厢相碰后，它们连在一起具有一个共同的速度，紧接着又与第二节车厢相碰，就这样，直至碰上最后一节车厢。设机车和车厢的质量都相等，求：与最后一节车厢碰撞后列车的速度。列车与铁轨的摩擦忽略不计。
5.甲、乙两个物体沿同一直线相向运动，甲物体的速度是6 m/s，乙物体的速度是2 m/s。碰撞后两物体都沿各自原方向的反方向运动，速度都是4 m/s。求甲、乙两物体的质量之比。
6.细线下吊着一个质量为的静止沙袋，沙袋到细线上端悬挂点的距离为l。一颗质量为m的子弹水平射入沙袋并留在沙袋中，随沙袋一起摆动。已知沙袋摆动时摆线的最大偏角是θ，求子弹射入沙袋前的速度。
【定点变式训练】
7.（多选）如图所示，小车A静止于光滑水平面上，A上有一圆弧PQ，圆弧位于同一竖直平面内，小球B由静止起沿圆弧下滑，这一过程中( )
A.若圆弧光滑，则小球的动量守恒，机械能守恒
B.若圆弧光滑，则系统的动量不守恒，机械能守恒
C.若圆弧不光滑，则系统的动量守恒，机械能不守恒
D.若圆弧不光滑，则系统的动量不守恒，机械能也不守恒
8.如图所示，两木块A、B用轻质弹簧连在一起，置于光滑的水平面上、一颗子弹水平射入木块A，并留在其中、在子弹打中木块A及弹簧被压缩的整个过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是( )
A.动量守恒、机械能守恒 B.动量不守恒、机械能守恒
C.动量守恒、机械能不守恒 D.动量、机械能都不守恒
9.如图所示，质量的人，站在质量的车的一端，车长，相对于地面静止。当车与地面间的摩擦可以忽略不计时，人由车的一端走到另一端的过程中，车将( )
A.后退0.5 m B.后退0.6 m C.后退0.75 m D.一直匀速后退
10.“天宫课堂”第四课中，航天员演示了小球碰撞实验。分析实验视频，每隔相等的时间截取一张照片，如图所示。小球1和小球2的质量分别为，虚线位于相邻两竖线的中间，可估算出( )
A. B. C. D.
11.如图，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。开始时C静止，A、B一起以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。
12.用火箭发射人造地球卫星，假设最后一节火箭的燃料用完后，火箭壳体和卫星一起以的速度绕地球做匀速圆周运动。已知卫星的质量为500 kg，最后一节火箭壳体的质量为100 kg。某时刻火箭壳体与卫星分离，分离时卫星与火箭壳体沿轨道切线方向的相对速度为。试分析计算：分离后卫星的速度增加到多大？火箭壳体的速度是多大？分离后它们将如何运动？
答案以及解析
1.答案：10:9
解析：在甲推乙的过程中，甲、乙二人组成的系统所受合外力为0，所以系统动量守恒，即总动量仍为0。
设甲、乙的速率分别为，则由动量定理，甲、乙两人相互作用力相等，相互作用时间也相等，得，故速率之比。
2.答案：见解析
解析：A、B作用过程中动量守恒，则，代入数据解得，方向与原来相同。
3.答案：（1）88.2 m/s
（2）83.3 m/s
解析：子弹与木块相互作用过程中，除内部相互作用力外，桌面的支持力与系统的重力平衡，所以动量守恒。
子弹质量，子弹速度，木块质量
（1）设子弹射入木块后木块的速度为v，则子弹速度也是v，以子弹初速度的方向为正方向，由动量守恒定律得，解得。
（2）若子弹穿出后速度，设木块速度为，仍以子弹初速度方向为正方向，由动量守恒定律得，代入数据解得。
4.答案：0.05 m/s
解析：碰撞的过程动量守恒，
得与最后一节车厢相碰后列车的速度
5.答案：3:5
解析：由，得。
6.答案：
解析：设子弹留在沙袋中的速度为v，由动量守恒知。
沙袋上升过程中与子弹组成的系统机械能守恒：，由以上两式解得，子弹射入沙袋前的速度。
7.答案：BD
解析：不论圆弧是否光滑，小车与小球组成的系统在小球下滑过程中系统所受合外力都不为零，则系统动量都不守恒;但系统水平方向不受外力，所以系统水平方向的动量守恒;若圆弧光滑，只有重力做功，系统的机械能守恒;若圆弧不光滑，系统要克服摩擦力做功，机械能减少。故选BD。
8.答案：C
解析：①设子弹质量为m，A木块的质量为，子弹初速为，
则子弹在打进木块A的过程中，有
前后动能减小量为
根据实际情况，减小的这部分动能转化为了内能，即机械能不守恒；
②对子弹、两木块和弹簧组成的系统，系统合外力自始至终都为零，满足动量守恒的条件，系统动量守恒；
综上所述，则系统动量守恒，机械能不守恒，故ABD错误，C正确。
故选C。
9.答案：A
解析：ABC.人车组成的系统动量守恒，则
所以
又有
解得
选项A正确，BC错误；
D.题中未说明人的运动状态，故小车的运动状态不定；故D错误；
10.答案：D
解析：设每个小格长为L，拍照时间间隔为t，由第一张与第二张照片可知小球1的初速度大小为，由第二张与第三张照片可知碰撞后小球1的速度大小为，碰撞后小球2的速度大小为，以水平向左为正方向，根据动量守恒定律可得，解得，故选D.
11.答案：2 m/s
解析：因碰撞时间极短，A与C碰撞的过程动量守恒，B仍维持原来的运动状态。
设碰撞后瞬间A的速度大小为，C的速度大小为
以向右的方向为正方向，由动量守恒定律得①
A与B在摩擦力作用下达到共同速度，设共同速度为，由动量守恒定律得②
A、B达到共同速度后恰好不再与C碰撞，应满足③
联立①②③式代入数据解得。
12.答案：见解析
解析：设分离后卫星与火箭壳体相对地面的速度分别为和，分离时系统在轨道切线方向上动量守恒
则
且
代入数据解得
分离后，，卫星将做离心运动，将以该点为近地点做椭圆运动，而火箭壳体分离后速度，因此将做近心运动，其轨道为以该点为远地点的椭圆运动，若进入大气层，它的轨道将不断降低，最后将会在大气层中烧毁。
1.甲、乙两人静止在光滑的冰面上，甲推乙后，两人向相反方向滑去（如图）。在甲推乙之前，两人的总动量为0；甲推乙后，两人都有了动量，总动量还等于0吗？已知甲的质量为45 kg，乙的质量为50 kg，甲的速率与乙的速率之比是多大？
2.在光滑水平面上，A、B两个物体在同一直线上沿同一方向运动，A的质量是5 kg，速度是9 m/s，B的质量是2 kg，速度是6 m/s。A从后面追上B，它们相互作用一段时间后，B的速度增大为10 m/s，方向不变，这时A的速度是多大？方向如何？
3.质量是10 g的子弹，以300 m/s的速度射入质量是24 g、静止在光滑水平桌面上的木块。
（1）如果子弹留在木块中，木块运动的速度是多大？
（2）如果子弹把木块打穿，子弹穿过后的速度为100 m/s，这时木块的速度又是多大？
4.某机车以0.4 m/s的速度驶向停在铁轨上的7节车厢，与它们对接。机车与第一节车厢相碰后，它们连在一起具有一个共同的速度，紧接着又与第二节车厢相碰，就这样，直至碰上最后一节车厢。设机车和车厢的质量都相等，求：与最后一节车厢碰撞后列车的速度。列车与铁轨的摩擦忽略不计。
5.甲、乙两个物体沿同一直线相向运动，甲物体的速度是6 m/s，乙物体的速度是2 m/s。碰撞后两物体都沿各自原方向的反方向运动，速度都是4 m/s。求甲、乙两物体的质量之比。
6.细线下吊着一个质量为的静止沙袋，沙袋到细线上端悬挂点的距离为l。一颗质量为m的子弹水平射入沙袋并留在沙袋中，随沙袋一起摆动。已知沙袋摆动时摆线的最大偏角是θ，求子弹射入沙袋前的速度。
【定点变式训练】
7.（多选）如图所示，小车A静止于光滑水平面上，A上有一圆弧PQ，圆弧位于同一竖直平面内，小球B由静止起沿圆弧下滑，这一过程中( )
A.若圆弧光滑，则小球的动量守恒，机械能守恒
B.若圆弧光滑，则系统的动量不守恒，机械能守恒
C.若圆弧不光滑，则系统的动量守恒，机械能不守恒
D.若圆弧不光滑，则系统的动量不守恒，机械能也不守恒
8.如图所示，两木块A、B用轻质弹簧连在一起，置于光滑的水平面上、一颗子弹水平射入木块A，并留在其中、在子弹打中木块A及弹簧被压缩的整个过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是( )
A.动量守恒、机械能守恒 B.动量不守恒、机械能守恒
C.动量守恒、机械能不守恒 D.动量、机械能都不守恒
9.如图所示，质量的人，站在质量的车的一端，车长，相对于地面静止。当车与地面间的摩擦可以忽略不计时，人由车的一端走到另一端的过程中，车将( )
A.后退0.5 m B.后退0.6 m C.后退0.75 m D.一直匀速后退
10.“天宫课堂”第四课中，航天员演示了小球碰撞实验。分析实验视频，每隔相等的时间截取一张照片，如图所示。小球1和小球2的质量分别为，虚线位于相邻两竖线的中间，可估算出( )
A. B. C. D.
11.如图，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。开始时C静止，A、B一起以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。
12.用火箭发射人造地球卫星，假设最后一节火箭的燃料用完后，火箭壳体和卫星一起以的速度绕地球做匀速圆周运动。已知卫星的质量为500 kg，最后一节火箭壳体的质量为100 kg。某时刻火箭壳体与卫星分离，分离时卫星与火箭壳体沿轨道切线方向的相对速度为。试分析计算：分离后卫星的速度增加到多大？火箭壳体的速度是多大？分离后它们将如何运动？
答案以及解析
1.答案：10:9
解析：在甲推乙的过程中，甲、乙二人组成的系统所受合外力为0，所以系统动量守恒，即总动量仍为0。
设甲、乙的速率分别为，则由动量定理，甲、乙两人相互作用力相等，相互作用时间也相等，得，故速率之比。
2.答案：见解析
解析：A、B作用过程中动量守恒，则，代入数据解得，方向与原来相同。
3.答案：（1）88.2 m/s
（2）83.3 m/s
解析：子弹与木块相互作用过程中，除内部相互作用力外，桌面的支持力与系统的重力平衡，所以动量守恒。
子弹质量，子弹速度，木块质量
（1）设子弹射入木块后木块的速度为v，则子弹速度也是v，以子弹初速度的方向为正方向，由动量守恒定律得，解得。
（2）若子弹穿出后速度，设木块速度为，仍以子弹初速度方向为正方向，由动量守恒定律得，代入数据解得。
4.答案：0.05 m/s
解析：碰撞的过程动量守恒，
得与最后一节车厢相碰后列车的速度
5.答案：3:5
解析：由，得。
6.答案：
解析：设子弹留在沙袋中的速度为v，由动量守恒知。
沙袋上升过程中与子弹组成的系统机械能守恒：，由以上两式解得，子弹射入沙袋前的速度。
7.答案：BD
解析：不论圆弧是否光滑，小车与小球组成的系统在小球下滑过程中系统所受合外力都不为零，则系统动量都不守恒;但系统水平方向不受外力，所以系统水平方向的动量守恒;若圆弧光滑，只有重力做功，系统的机械能守恒;若圆弧不光滑，系统要克服摩擦力做功，机械能减少。故选BD。
8.答案：C
解析：①设子弹质量为m，A木块的质量为，子弹初速为，
则子弹在打进木块A的过程中，有
前后动能减小量为
根据实际情况，减小的这部分动能转化为了内能，即机械能不守恒；
②对子弹、两木块和弹簧组成的系统，系统合外力自始至终都为零，满足动量守恒的条件，系统动量守恒；
综上所述，则系统动量守恒，机械能不守恒，故ABD错误，C正确。
故选C。
9.答案：A
解析：ABC.人车组成的系统动量守恒，则
所以
又有
解得
选项A正确，BC错误；
D.题中未说明人的运动状态，故小车的运动状态不定；故D错误；
10.答案：D
解析：设每个小格长为L，拍照时间间隔为t，由第一张与第二张照片可知小球1的初速度大小为，由第二张与第三张照片可知碰撞后小球1的速度大小为，碰撞后小球2的速度大小为，以水平向左为正方向，根据动量守恒定律可得，解得，故选D.
11.答案：2 m/s
解析：因碰撞时间极短，A与C碰撞的过程动量守恒，B仍维持原来的运动状态。
设碰撞后瞬间A的速度大小为，C的速度大小为
以向右的方向为正方向，由动量守恒定律得①
A与B在摩擦力作用下达到共同速度，设共同速度为，由动量守恒定律得②
A、B达到共同速度后恰好不再与C碰撞，应满足③
联立①②③式代入数据解得。
12.答案：见解析
解析：设分离后卫星与火箭壳体相对地面的速度分别为和，分离时系统在轨道切线方向上动量守恒
则
且
代入数据解得
分离后，，卫星将做离心运动，将以该点为近地点做椭圆运动，而火箭壳体分离后速度，因此将做近心运动，其轨道为以该点为远地点的椭圆运动，若进入大气层，它的轨道将不断降低，最后将会在大气层中烧毁。