人教版物理选修3-5 16.3动量守恒定律跟踪训练（含解析）
文档属性
| 名称 | 人教版物理选修3-5 16.3动量守恒定律跟踪训练（含解析） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 167.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-05-08 22:42:05 | ||
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文档简介
人教版物理选修3-5 16.3动量守恒定律跟踪训练
一、单项选择题（下列题目选型中只有一个选项是满足题意的）
1．关于系统动量守恒的条件，下列说法中正确的是（ ）
A．只要系统内存在摩擦力，系统的动量就不可能守恒
B．只要系统中有一个物体具有加速度，系统的动量就不守恒
C．只要系统所受的合外力为零，系统的动量就守恒
D．系统中所有物体的加速度都为零时，系统的总动量不一定守恒
2．如图所示，A、B两物体质量之比mA∶mB＝3∶2，原来静止在平板小车C上。A、B间有一根被压缩的弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后，则下列说法中不正确的是( )
A．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B组成的系统动量守恒
B．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B、C组成的系统动量守恒
C．若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B组成的系统动量守恒
D．若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成的系统动量守恒
3．如图所示，一辆小车静止在光滑水平面上，A、B两人分别站在车的两端．当两人同时相向运动时（ ）
A．若小车不动，两人速率一定相等
B．若小车向左运动，A的动量一定比B的小
C．若小车向左运动，A的动量一定比B的大
D．若小车向右运动，A的动量一定比B的大
4．一弹丸在飞行到距离地面5?m高时仅有水平速度?v＝2?m/s，爆炸成为甲、乙两块水平飞出，甲、乙的质量比为3∶1．不计质量损失，取重力加速度?g＝10?m/s?2，则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是( )
A． B．
C． D．
5．光滑水平面上，小球A以速率v运动时，和静止的小球B发生碰撞，碰后A以的速率弹回，而B球以的速率向前运动，则A、B两球的质量之比为
A．2：3 B．2：9 C．3：2 D．9：2
6．如图所示，一个质量为M木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个质量为m的小木块，m=0.25M，现使木箱获得一个向右的初速度v0，则（ ）
A．木箱运动和小木块最终都静止
B．小木块最终速度大小为4v0，方向向右
C．木箱最终速度大小为0.8v0，方向向右
D．如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动
7．如图，质量为M的小车静止于光滑的水平面上，小车上AB部分是半径R的四分之一光滑圆弧，BC部分是粗糙的水平面．今把质量为m的小物体从A点由静止释放，m与BC部分间的动摩擦因数为μ，最终小物体与小车相对静止于B、C之间的D点，则B、D间距离x随各量变化的情况是（ ）
A．其他量不变，R越大x越大 B．其他量不变，μ越大x越大
C．其他量不变，m越大x越大 D．其他量不变，M越大x越大
8．如图所示，质量为M的盒子放在光滑的水平面上，盒子内表面不光滑，盒内放有一块质量为m的物体，某时刻给物体一个水平向右的初速度v0，那么在物体与盒子前后壁多次往复碰撞后( )
A．两者的速度均为零
B．两者的速度总不会相等
C．盒子的最终速度为，方向水平向右
D．盒子的最终速度为，方向水平向右
二、多项选择题
9．如图所示，光滑水平面上，质量为的足够长的木板向左匀速运动。时刻，质量为的木块从木板的左端向右以与木板相同大小的速度滑上木板。时刻，木块和木板相对静止，共同向左匀速运动，以和表示木板的速度和加速度，以和表示木块的速度和加速度，以向左为正方向。则下列图中正确的是（ ）
A． B． C． D．
10．如图所示，甲、乙两车的质量均为M，静置在光滑的水平面上，两车相距为L.乙车上站立着一个质量为m的人，他通过一条轻绳拉甲车，甲、乙两车最后相接触，以下说法正确的是( )
A．甲、乙两车运动中速度之比为
B．甲、乙两车运动中速度之比为
C．甲车移动的距离为
D．乙车移动的距离为
三、综合计算题
11．如图所示，有A、B两质量均为M的小车，在光滑水平面上以相同的速度如在同一直线上相对运动，A车上有一质量为m的人至少要以多大的速度(对地)从A车跳到B车上，才能避免两车的相撞?
12．如图所示，甲、乙两船的总质量（包括船、人和货物）分别为10m、12m，两船沿同一直线、同一方向运动，速度分别为2v0、v0．为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住，求抛出货物的最小速度．（不计水的阻力）
13．如图所示，甲、乙两小孩各乘一辆小车在光滑水平面上匀速相向行驶，速率均为v0=6m/s．甲车上有质量m＝1kg的小球若干个，甲和他的车及所带小球的总质量为M1＝50kg，乙和他的车总质量M2＝30kg，甲不断地将小球一个一个地以v＝16.5m/s的水平速度（相对于地面）抛向乙，并且被乙接住．问：甲至少要抛出多少个小球，才能保证两车不会相碰?
14．如图，总质量为M=100kg的人和箱子，一起以v0=10m/s的速度在光滑水平的冰面上匀速滑行，前进中突然发现前方有一矮墙．为避免撞墙，人将质量m=40kg的箱子水平推向墙，箱子撞墙后以原速率反向弹回，之后人又接住箱子．求人推出箱子的速度至少多大才能在完成一次推接后避免撞墙．
人教版物理选修3-5 16.3动量守恒定律跟踪训练
参考答案
1．C
【解析】根据动量守恒的条件即系统所受外力的矢量和为零可知，选项C正确；系统内存在摩擦力，若系统所受的合外力为零，动量也守恒，选项A错误；系统内各物体之间有着相互作用，对单个物体来说，合外力不一定为零，加速度不一定为零，但整个系统所受的合外力仍可为零，动量守恒，选项B错误；系统内所有物体的加速度都为零时，各物体的速度恒定，动量恒定，总动量一定守恒，选项D错误．
2．A
【解析】
A、如果A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，弹簧释放后A、B分别相对小车向左、向右滑动，它们所受的滑动摩擦力FfA向右，FfB向左，由于mA∶mB＝3∶2，所以FfA∶FfB＝3∶2，则A、B组成的系统所受的外力之和不为零，故其动量不守恒，A错；
BCD、对A、B、C组成的系统，A、B与C间的摩擦力为内力，该系统所受的外力为竖直方向的重力和支持力，它们的合力为零，故该系统的动量守恒，B、D均正确；若A、B所受摩擦力大小相等，则A、B组成的系统所受外力之和为零，故其动量守恒，C正确。
3．C
【解析】
AB两人及小车组成的系统受合外力为零，系统动量守恒，根据动量守恒定律得：
mAvA+mBvB+m车v车=0，若小车不动，则mAvA+mBvB=0，由于不知道AB质量的关系，所以两人速率不一定相等，故A错误；若小车向左运动，则AB的动量和必须向右，而A向右运动，B向左运动，所以A的动量一定比B的大，故B错误，C正确；若小车向右运动，则AB的动量和必须向左，而A向右运动，B向左运动，所以A的动量一定比B的小，故D错误．故选C
4．D
【解析】
规定向右为正，设弹丸的质量为4m，则甲的质量为3m，乙的质量为m，炮弹到达最高点时爆炸时，爆炸的内力远大于重力（外力），遵守动量守恒定律，则有,则，两块弹片都做平抛运动，高度一样，则运动时间相等，，水平方向做匀速运动，，则，结合图象可知，D的位移满足上述表达式，故D正确．
5．B
【解析】
小球A和静止的小球B发生碰撞，取两小球为系统,受到的合外力为零，满足动量守恒的条件；又因为动量是一个矢量，取A球初速度方向为正方向，设A、B小球质量分别为m1、m2，则m1v=－m1·＋m2·，得m1:m2=2:9，故B正确.
6．C
【解析】
A、系统所受外力的合力为零，动量守恒，初状态木箱有向右的动量，小木块动量为零，故系统总动量向右，系统内部存在摩擦力，阻碍两物体间的相对滑动，最终相对静止，由于系统的总动量守恒，不管中间过程如何相互作用，根据动量守恒定律，最终两物体以相同的速度一起向右运动，故AD错误；
B、最终两物体速度相同，由动量守恒得：，则得，方向向右，故C正确，B错误。
7．A
【解析】
根据水平方向上动量守恒，小物体在A时系统速度为零，在D点时系统速度仍为零。根据能量守恒定律，小物体从A到D的过程中，小物体的重力势能全部转化为内能（摩擦力消耗掉），
μmgx＝mgR
解得
x＝
可知x与物块的质量。小车的质量无关；其他量不变，R越大x越大，μ越大x越小，故A正确，BCD错误。
8．D
【解析】
试题分析：根据动量守恒，物块与盒子前后壁多次往复碰撞，最后以相同的速度向右运动，
所以：，选项D正确．
9．BD
【解析】
AB.木块和木板组成的系统动量守恒，因为最终共同的速度方向向左，根据
知；木块的加速度，方向向左，木板的加速度，方向向右，因为，则，故A错误，B正确；
CD.木块滑上木板后，木块先做匀减速运动，减到零后，做匀加速直线运动，与木板速度相同后一起做匀速直线运动。木板一直做匀减速运动，最终的速度向左，为正值，故D正确，C错误。
10．ACD
【解析】
A\B、甲、乙和两车组成的系统合外力为零，系统的动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律得：
,
可得甲、乙两车运动中速度之比为：，A正确；B错误；
C、D、设甲车和乙车移动的距离分别为s1和s2．则有：，
又
联立解得：， ，C正确；D错误；
故选AC．
11．；
【解析】
设人至少以速度v跳到B上，才能避免两车相撞.人跳出至A车的速度，人跳到B上后B车的速度为
以A车和人组成的系统为研究对象，以A车的初速度方向为正方向，
由动量守恒定律得：
以B车与人组成的系统为研究对象，以人的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：
不相撞的条件:，得：．
12．
【解析】
设抛出货物的速度为v，以向右为正方向，由动量守恒定律得：乙船与货物：12mv0=11mv1-mv，甲船与货物：10m×2v0-mv=11mv2，两船不相撞的条件是：v2≤v1，解得：v≥4v0，则最小速度为4v0．
13．15
【解析】
设至少要抛出n个小球才能保证两车不相撞，以甲车和抛出的n个小球为系统，整个抛出过程动量守恒，则：
以乙车和抛来的n个小球为系统，整个接球过程动量守恒
，
要使两车不相撞，则：
代入数据解得：n=15
14．12.5m/s
【解析】
设推开箱子的速度至少为，推开过程动量守恒
接收箱子速度变为零，由动量守恒有
两式联立代入数据得v=12.5m/s
一、单项选择题（下列题目选型中只有一个选项是满足题意的）
1．关于系统动量守恒的条件，下列说法中正确的是（ ）
A．只要系统内存在摩擦力，系统的动量就不可能守恒
B．只要系统中有一个物体具有加速度，系统的动量就不守恒
C．只要系统所受的合外力为零，系统的动量就守恒
D．系统中所有物体的加速度都为零时，系统的总动量不一定守恒
2．如图所示，A、B两物体质量之比mA∶mB＝3∶2，原来静止在平板小车C上。A、B间有一根被压缩的弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后，则下列说法中不正确的是( )
A．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B组成的系统动量守恒
B．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B、C组成的系统动量守恒
C．若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B组成的系统动量守恒
D．若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成的系统动量守恒
3．如图所示，一辆小车静止在光滑水平面上，A、B两人分别站在车的两端．当两人同时相向运动时（ ）
A．若小车不动，两人速率一定相等
B．若小车向左运动，A的动量一定比B的小
C．若小车向左运动，A的动量一定比B的大
D．若小车向右运动，A的动量一定比B的大
4．一弹丸在飞行到距离地面5?m高时仅有水平速度?v＝2?m/s，爆炸成为甲、乙两块水平飞出，甲、乙的质量比为3∶1．不计质量损失，取重力加速度?g＝10?m/s?2，则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是( )
A． B．
C． D．
5．光滑水平面上，小球A以速率v运动时，和静止的小球B发生碰撞，碰后A以的速率弹回，而B球以的速率向前运动，则A、B两球的质量之比为
A．2：3 B．2：9 C．3：2 D．9：2
6．如图所示，一个质量为M木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个质量为m的小木块，m=0.25M，现使木箱获得一个向右的初速度v0，则（ ）
A．木箱运动和小木块最终都静止
B．小木块最终速度大小为4v0，方向向右
C．木箱最终速度大小为0.8v0，方向向右
D．如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动
7．如图，质量为M的小车静止于光滑的水平面上，小车上AB部分是半径R的四分之一光滑圆弧，BC部分是粗糙的水平面．今把质量为m的小物体从A点由静止释放，m与BC部分间的动摩擦因数为μ，最终小物体与小车相对静止于B、C之间的D点，则B、D间距离x随各量变化的情况是（ ）
A．其他量不变，R越大x越大 B．其他量不变，μ越大x越大
C．其他量不变，m越大x越大 D．其他量不变，M越大x越大
8．如图所示，质量为M的盒子放在光滑的水平面上，盒子内表面不光滑，盒内放有一块质量为m的物体，某时刻给物体一个水平向右的初速度v0，那么在物体与盒子前后壁多次往复碰撞后( )
A．两者的速度均为零
B．两者的速度总不会相等
C．盒子的最终速度为，方向水平向右
D．盒子的最终速度为，方向水平向右
二、多项选择题
9．如图所示，光滑水平面上，质量为的足够长的木板向左匀速运动。时刻，质量为的木块从木板的左端向右以与木板相同大小的速度滑上木板。时刻，木块和木板相对静止，共同向左匀速运动，以和表示木板的速度和加速度，以和表示木块的速度和加速度，以向左为正方向。则下列图中正确的是（ ）
A． B． C． D．
10．如图所示，甲、乙两车的质量均为M，静置在光滑的水平面上，两车相距为L.乙车上站立着一个质量为m的人，他通过一条轻绳拉甲车，甲、乙两车最后相接触，以下说法正确的是( )
A．甲、乙两车运动中速度之比为
B．甲、乙两车运动中速度之比为
C．甲车移动的距离为
D．乙车移动的距离为
三、综合计算题
11．如图所示，有A、B两质量均为M的小车，在光滑水平面上以相同的速度如在同一直线上相对运动，A车上有一质量为m的人至少要以多大的速度(对地)从A车跳到B车上，才能避免两车的相撞?
12．如图所示，甲、乙两船的总质量（包括船、人和货物）分别为10m、12m，两船沿同一直线、同一方向运动，速度分别为2v0、v0．为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住，求抛出货物的最小速度．（不计水的阻力）
13．如图所示，甲、乙两小孩各乘一辆小车在光滑水平面上匀速相向行驶，速率均为v0=6m/s．甲车上有质量m＝1kg的小球若干个，甲和他的车及所带小球的总质量为M1＝50kg，乙和他的车总质量M2＝30kg，甲不断地将小球一个一个地以v＝16.5m/s的水平速度（相对于地面）抛向乙，并且被乙接住．问：甲至少要抛出多少个小球，才能保证两车不会相碰?
14．如图，总质量为M=100kg的人和箱子，一起以v0=10m/s的速度在光滑水平的冰面上匀速滑行，前进中突然发现前方有一矮墙．为避免撞墙，人将质量m=40kg的箱子水平推向墙，箱子撞墙后以原速率反向弹回，之后人又接住箱子．求人推出箱子的速度至少多大才能在完成一次推接后避免撞墙．
人教版物理选修3-5 16.3动量守恒定律跟踪训练
参考答案
1．C
【解析】根据动量守恒的条件即系统所受外力的矢量和为零可知，选项C正确；系统内存在摩擦力，若系统所受的合外力为零，动量也守恒，选项A错误；系统内各物体之间有着相互作用，对单个物体来说，合外力不一定为零，加速度不一定为零，但整个系统所受的合外力仍可为零，动量守恒，选项B错误；系统内所有物体的加速度都为零时，各物体的速度恒定，动量恒定，总动量一定守恒，选项D错误．
2．A
【解析】
A、如果A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，弹簧释放后A、B分别相对小车向左、向右滑动，它们所受的滑动摩擦力FfA向右，FfB向左，由于mA∶mB＝3∶2，所以FfA∶FfB＝3∶2，则A、B组成的系统所受的外力之和不为零，故其动量不守恒，A错；
BCD、对A、B、C组成的系统，A、B与C间的摩擦力为内力，该系统所受的外力为竖直方向的重力和支持力，它们的合力为零，故该系统的动量守恒，B、D均正确；若A、B所受摩擦力大小相等，则A、B组成的系统所受外力之和为零，故其动量守恒，C正确。
3．C
【解析】
AB两人及小车组成的系统受合外力为零，系统动量守恒，根据动量守恒定律得：
mAvA+mBvB+m车v车=0，若小车不动，则mAvA+mBvB=0，由于不知道AB质量的关系，所以两人速率不一定相等，故A错误；若小车向左运动，则AB的动量和必须向右，而A向右运动，B向左运动，所以A的动量一定比B的大，故B错误，C正确；若小车向右运动，则AB的动量和必须向左，而A向右运动，B向左运动，所以A的动量一定比B的小，故D错误．故选C
4．D
【解析】
规定向右为正，设弹丸的质量为4m，则甲的质量为3m，乙的质量为m，炮弹到达最高点时爆炸时，爆炸的内力远大于重力（外力），遵守动量守恒定律，则有,则，两块弹片都做平抛运动，高度一样，则运动时间相等，，水平方向做匀速运动，，则，结合图象可知，D的位移满足上述表达式，故D正确．
5．B
【解析】
小球A和静止的小球B发生碰撞，取两小球为系统,受到的合外力为零，满足动量守恒的条件；又因为动量是一个矢量，取A球初速度方向为正方向，设A、B小球质量分别为m1、m2，则m1v=－m1·＋m2·，得m1:m2=2:9，故B正确.
6．C
【解析】
A、系统所受外力的合力为零，动量守恒，初状态木箱有向右的动量，小木块动量为零，故系统总动量向右，系统内部存在摩擦力，阻碍两物体间的相对滑动，最终相对静止，由于系统的总动量守恒，不管中间过程如何相互作用，根据动量守恒定律，最终两物体以相同的速度一起向右运动，故AD错误；
B、最终两物体速度相同，由动量守恒得：，则得，方向向右，故C正确，B错误。
7．A
【解析】
根据水平方向上动量守恒，小物体在A时系统速度为零，在D点时系统速度仍为零。根据能量守恒定律，小物体从A到D的过程中，小物体的重力势能全部转化为内能（摩擦力消耗掉），
μmgx＝mgR
解得
x＝
可知x与物块的质量。小车的质量无关；其他量不变，R越大x越大，μ越大x越小，故A正确，BCD错误。
8．D
【解析】
试题分析：根据动量守恒，物块与盒子前后壁多次往复碰撞，最后以相同的速度向右运动，
所以：，选项D正确．
9．BD
【解析】
AB.木块和木板组成的系统动量守恒，因为最终共同的速度方向向左，根据
知；木块的加速度，方向向左，木板的加速度，方向向右，因为，则，故A错误，B正确；
CD.木块滑上木板后，木块先做匀减速运动，减到零后，做匀加速直线运动，与木板速度相同后一起做匀速直线运动。木板一直做匀减速运动，最终的速度向左，为正值，故D正确，C错误。
10．ACD
【解析】
A\B、甲、乙和两车组成的系统合外力为零，系统的动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律得：
,
可得甲、乙两车运动中速度之比为：，A正确；B错误；
C、D、设甲车和乙车移动的距离分别为s1和s2．则有：，
又
联立解得：， ，C正确；D错误；
故选AC．
11．；
【解析】
设人至少以速度v跳到B上，才能避免两车相撞.人跳出至A车的速度，人跳到B上后B车的速度为
以A车和人组成的系统为研究对象，以A车的初速度方向为正方向，
由动量守恒定律得：
以B车与人组成的系统为研究对象，以人的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：
不相撞的条件:，得：．
12．
【解析】
设抛出货物的速度为v，以向右为正方向，由动量守恒定律得：乙船与货物：12mv0=11mv1-mv，甲船与货物：10m×2v0-mv=11mv2，两船不相撞的条件是：v2≤v1，解得：v≥4v0，则最小速度为4v0．
13．15
【解析】
设至少要抛出n个小球才能保证两车不相撞，以甲车和抛出的n个小球为系统，整个抛出过程动量守恒，则：
以乙车和抛来的n个小球为系统，整个接球过程动量守恒
，
要使两车不相撞，则：
代入数据解得：n=15
14．12.5m/s
【解析】
设推开箱子的速度至少为，推开过程动量守恒
接收箱子速度变为零，由动量守恒有
两式联立代入数据得v=12.5m/s