新教材2025版高中物理課時(shí)分層作業(yè)三動(dòng)量守恒定律新人教版選擇性必修第一冊(cè)_第1頁(yè)
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課時(shí)分層作業(yè)(三)動(dòng)量守恒定律基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練1.(多選)如圖所示,A、B兩物體的質(zhì)量滿意mA>mB,中間用一段細(xì)繩相連并有一被壓縮的輕彈簧,放在平板小車C上后,A、B、C均處于靜止?fàn)顟B(tài).若地面光滑,則在細(xì)繩被剪斷后,A、B從C上滑離之前,A、B在C上向相反方向滑動(dòng)過(guò)程中()A.若A、B與C之間的摩擦力大小相同,則A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,A、B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量也守恒B.若A、B與C之間的摩擦力大小不相同,則A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒,A、B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量也不守恒C.若A、B與C之間的摩擦力大小不相同,則A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒,但A、B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒D.以上說(shuō)法均不對(duì)2.[2024·重慶九龍坡高二期中]一炮艇總質(zhì)量為M,以速度v0勻速行駛,從艇上以相對(duì)炮艇的水平速度v沿前進(jìn)方向放射一質(zhì)量為m的炮彈,射出炮彈后炮艇的速度為v′,若不計(jì)水的阻力,則下列各關(guān)系式中正確的是()A.Mv0=Mv′+mvB.Mv0=(M-m)v′+mvC.Mv0=(M-m)v′+m(v+v0)D.Mv0=(M-m)v′+m(v+v′)3.質(zhì)量為M的沙車沿光滑水平面以速度v0做勻速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)從沙車上方落入一個(gè)質(zhì)量為m的鐵球,如圖所示,則鐵球落入沙車后()A.沙車馬上停止運(yùn)動(dòng)B.沙車仍做勻速運(yùn)動(dòng),速度仍為v0C.沙車仍做勻速運(yùn)動(dòng),速度小于v0D.沙車做變速運(yùn)動(dòng),速度不能確定4.(多選)在軍事訓(xùn)練中,一戰(zhàn)士從岸上以2m/s的速度跳到一條向他緩緩漂來(lái)、速度是0.5m/s的小船上,然后去執(zhí)行任務(wù),已知戰(zhàn)士質(zhì)量為60kg,小船的質(zhì)量是140kg,該戰(zhàn)士上船后又跑了幾步,最終停在船上,不計(jì)水的阻力,則()A.戰(zhàn)士跳到小船上到最終停在船上的過(guò)程,戰(zhàn)士和小船的總動(dòng)量守恒B.戰(zhàn)士跳到小船上到最終停在船上的過(guò)程,戰(zhàn)士和小船的總機(jī)械能守恒C.戰(zhàn)士最終停在船上后速度為零D.戰(zhàn)士跳上小船到最終停在船上的過(guò)程中動(dòng)量改變量的大小為105kg·m/s5.如圖所示,質(zhì)量為M的小船在靜止水面上以速率v0向右勻速行駛,一質(zhì)量為m的救生員站在船尾,相對(duì)小船靜止.若救生員以相對(duì)水面的速率v水平向左躍入水中,則救生員躍出后小船的速率為()A.v0+eq\f(m,M)vB.v0+eq\f(m,M)(v0+v)C.v0-eq\f(m,M)vD.v0+eq\f(m,M)(v0-v)6.將兩個(gè)完全相同的磁鐵(磁性極強(qiáng))分別固定在質(zhì)量相等的小車上,水平面光滑.起先時(shí)甲車速度大小為3m/s,乙車速度大小為2m/s,方向相反并在同始終線上,如圖所示.(1)當(dāng)乙車速度為零時(shí),甲車的速度多大?方向如何?(2)由于磁性極強(qiáng),故兩車不會(huì)相碰,那么兩車的距離最小時(shí),乙車的速度是多大?方向如何?7.如圖所示,在安靜的水面上有A、B兩艘小船,A船的左側(cè)是岸,在B船上站著一個(gè)人,人與B船的總質(zhì)量是A船的10倍.兩船起先時(shí)都處于靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)B船上的人把A船以相對(duì)于地面的速度v向左推出,A船到達(dá)岸邊時(shí)岸上的人立刻以原速率將A船推回,B船上的人接到A船后,再次把它以原速率反向推出……直到B船上的人不能再接到A船,則B船上的人推船的次數(shù)為()A.7B.6C.3D.9素養(yǎng)綜合練8.(多選)如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為M=2kg的足夠長(zhǎng)的木板放置在光滑水平面上,木板的一側(cè)是一個(gè)四分之一圓弧EF固定在水平面上,圓弧半徑R=0.6m,E點(diǎn)切線水平.軌道底端高度與木板高度相同.現(xiàn)將可視為質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量為m=1kg的小鐵塊從弧形軌道頂端由靜止釋放,小鐵塊到達(dá)軌道底端時(shí),軌道的支持力為25N.若小鐵塊在弧形軌道上下滑過(guò)程中克服摩擦力所做的功為Wf,小鐵塊和長(zhǎng)木板達(dá)到的共同速度為v,取重力加速度g=10m/s2.則()A.Wf=3JB.Wf=1.5JC.v=2m/sD.v=1m/s9.(多選)如圖所示,一輕彈簧左端固定在足夠長(zhǎng)的木塊A的左端擋板上,右端與小物塊B連接,A、B及A與地面間的接觸面均光滑.起先時(shí),A和B均靜止,現(xiàn)同時(shí)對(duì)A、B施加大小相等、方向相反的水平恒力F1和F2.則從兩物體起先運(yùn)動(dòng)到以后的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中(彈簧形變始終不超過(guò)其彈性限度),對(duì)A、B和彈簧組成的系統(tǒng),正確的說(shuō)法是()A.由于F1、F2大小相等、方向相反,故系統(tǒng)動(dòng)量守恒B.由于F1、F2大小相等、方向相反,故系統(tǒng)機(jī)械能守恒C.當(dāng)彈簧的彈力與F1、F2大小相等時(shí),A、B的動(dòng)能均達(dá)到最大值D.當(dāng)彈簧的形變量最大時(shí),A、B均處于平衡狀態(tài)10.如圖所示,甲車質(zhì)量為m1=m,在車上有質(zhì)量為M=2m的人,甲車(連同車上的人)從足夠長(zhǎng)的斜坡上高h(yuǎn)處由靜止滑下,到水平地面上后接著向前滑動(dòng),此時(shí)質(zhì)量為m2=2m的乙車正以大小為v0的速度迎面滑來(lái),已知h=eq\f(2veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)),g),為了使兩車不發(fā)生碰撞,當(dāng)兩車相距適當(dāng)距離時(shí),人從甲車跳上乙車,試求人跳離甲車的水平速度(相對(duì)地面)應(yīng)滿意什么條件?不計(jì)地面和斜坡的摩擦,小車和人均可看成質(zhì)點(diǎn).課時(shí)分層作業(yè)(三)動(dòng)量守恒定律1.解析:當(dāng)A、B兩物體組成一個(gè)系統(tǒng)時(shí),彈簧的彈力為內(nèi)力,而A、B與C之間的摩擦力為外力.當(dāng)A、B與C之間的摩擦力等大、反向時(shí),A、B組成的系統(tǒng)所受外力之和為零,系統(tǒng)動(dòng)量守恒.當(dāng)A、B與C之間的摩擦力大小不相等時(shí),A、B組成的系統(tǒng)所受外力之和不為零,動(dòng)量不守恒.而對(duì)于A、B、C組成的系統(tǒng),由于彈簧的彈力及A、B與C之間的摩擦力均為內(nèi)力,故不論A、B與C之間的摩擦力的大小是否相等,A、B、C組成的系統(tǒng)所受外力之和均為零,故系統(tǒng)的動(dòng)量守恒,故A項(xiàng)、C項(xiàng)均正確,B項(xiàng)、D項(xiàng)均錯(cuò)誤.答案:AC2.解析:放射炮彈的過(guò)程,系統(tǒng)動(dòng)量守恒,放射前,系統(tǒng)的總動(dòng)量為Mv0,射出炮彈后,炮艇的質(zhì)量變?yōu)镸-m,速度為v′,炮彈質(zhì)量為m,對(duì)地速度為v+v′,所以系統(tǒng)總動(dòng)量為(M-m)v′+m(v+v′),本題選D.答案:D3.解析:由水平方向上動(dòng)量守恒得,Mv0=(M+m)v,由此可知C項(xiàng)正確.答案:C4.解析:在戰(zhàn)士跳到小船到最終停在船上的過(guò)程中,戰(zhàn)士和小船的總動(dòng)量守恒,總機(jī)械能有損失,不守恒,選項(xiàng)A正確、B錯(cuò)誤;以戰(zhàn)士初始運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?,?duì)戰(zhàn)士跳到小船上并最終停在船上的過(guò)程,設(shè)戰(zhàn)士最終停在船上后速度為v′,由動(dòng)量守恒定律可知m人v-m船v船=(m人+m船)v′,得v′=0.25m/s,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;戰(zhàn)士動(dòng)量的改變量Δp=m人(v′-v)=60×(0.25-2)kg·m/s=-105kg·m/s,動(dòng)量改變量的大小為105kg·m/s,選項(xiàng)D正確.答案:AD5.解析:在救生員躍出的過(guò)程中船、人組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒,規(guī)定向右為正方向,則(M+m)v0=Mv′-mv,解得v′=v0+eq\f(m,M)(v0+v),故B正確.答案:B6.解析:兩個(gè)小車及磁鐵組成的系統(tǒng)在水平方向不受外力作用,兩車之間的磁力是系統(tǒng)內(nèi)力,系統(tǒng)動(dòng)量守恒.設(shè)向右為正方向.(1)據(jù)動(dòng)量守恒得:mv甲-mv乙=mv′甲,代入數(shù)據(jù)解得v′甲=v甲-v乙=(3-2)m/s=1m/s,方向向右.(2)兩車相距最近時(shí),兩車速度相同,設(shè)為v′,由動(dòng)量守恒得:mv甲-mv乙=mv′+mv′.解得v′=eq\f(mv甲-mv乙,2m)=eq\f(v甲-v乙,2)=eq\f(3-2,2)m/s=0.5m/s,方向向右.答案:(1)1m/s向右(2)0.5m/s向右7.解析:取向右為正方向,B船上的人第一次推出A船時(shí),由動(dòng)量守恒定律得mBv1-mAv=0,解得v1=eq\f(mA,mB)v當(dāng)A船向右返回后,B船上的人其次次將A推出,由動(dòng)量守恒定律得mAv+mBv1=-mAv+mBv2解得v2=v1+eq\f(2mA,mB)v設(shè)第n次推出A時(shí),B的速度大小為vn,由動(dòng)量守恒定律得mAv+mBvn-1=-mAv+mBvn解得vn=vn-1+eq\f(2mA,mB)v則有vn=(2n-1)eq\f(mA,mB)vB船上的人不能再接到A船,須有v≤vn(臨界點(diǎn))解①②式得n≥5.5,則取n=6.答案:B8.解析:小鐵塊在弧形軌道底端時(shí),滿意F-mg=eq\f(mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)),R),解得:v0=3m/s,依據(jù)動(dòng)能定理知mgR-Wf=eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))-0,解得:Wf=1.5J.依據(jù)動(dòng)量守恒定律知mv0=(m+M)v,解得:v=1m/s.選項(xiàng)B、D正確.答案:BD9.解析:A對(duì):A、B和彈簧組成的系統(tǒng)所受合外力為零,因此系統(tǒng)動(dòng)量守恒.B錯(cuò):由于F1、F2均對(duì)系統(tǒng)做功,因此系統(tǒng)機(jī)械能不守恒.C對(duì),D錯(cuò):依據(jù)牛頓其次定律可知,起先A、B均做加速度漸漸減小的加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)F1=F2=kx時(shí),A、B所受合外力均為零,此時(shí)二者速度最大,動(dòng)能最大,然后起先做加速度漸漸增大的減速運(yùn)動(dòng),當(dāng)二者速度減為零時(shí),彈簧最長(zhǎng),形變量最大.答案:AC10.解析:設(shè)水平向左為正方向,甲車(包括人)滑下斜坡后速度大小為v1,由機(jī)械能守恒定律有eq\f(1,2)(m1+M)veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))=(m1+M)gh,解得v1=eq\r(2gh)=2v0設(shè)人跳離甲車的水平速度(相對(duì)地面)為v,在人跳離甲車和人跳上乙車過(guò)程中各自動(dòng)量守恒,設(shè)人跳離甲車和跳上乙車后,兩車的速度大小分別為v′1和v′2,則人跳離甲車時(shí),有(M+m1)v1=Mv+m1v′1人跳上乙車

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