2024-2025學(xué)年高中物理第十六章動(dòng)量守恒定律3動(dòng)量守恒定律課時(shí)作業(yè)含解析新人教版選修3-5

PAGEPAGE5動(dòng)量守恒定律時(shí)間：45分鐘一、選擇題(1～6為單選，7～9為多選)1．把一支槍水平固定在小車上，小車放在光滑的水平面上，槍放射出一顆子彈時(shí)，關(guān)于槍、子彈和車，下列說法中正確的是(D)A．槍和子彈組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒B．槍和車組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒C．三者組成的系統(tǒng)因?yàn)樽訌椇蜆屚仓g的摩擦力很小，使系統(tǒng)的動(dòng)量改變很小，可忽視不計(jì)，故系統(tǒng)動(dòng)量近似守恒D．三者組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，因?yàn)橄到y(tǒng)只受重力和地面支持力這兩個(gè)外力作用，這兩個(gè)外力的合力為零解析：由于槍水平放置，故三者組成的系統(tǒng)除受重力和支持力(兩外力平衡)外，不受其他外力，動(dòng)量守恒．子彈和槍筒之間的力應(yīng)為系統(tǒng)的內(nèi)力，對(duì)系統(tǒng)的總動(dòng)量沒有影響，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤．分開槍和車，則槍和子彈組成的系統(tǒng)受到車對(duì)其的外力作用，車和槍組成的系統(tǒng)受到子彈對(duì)其的外力作用，動(dòng)量都不守恒，正確答案為D.2．水平面上質(zhì)量分別為0.1kg和0.2kg的物體相向運(yùn)動(dòng)，過一段時(shí)間則要相碰，它們與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為0.2和0.1.假定除碰撞外在水平方向這兩個(gè)物體只受摩擦力作用，則碰撞過程中這兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)(B)A．動(dòng)量不守恒 B．動(dòng)量守恒C．動(dòng)量不肯定守恒 D．以上都有可能解析：選取這兩個(gè)相向運(yùn)動(dòng)的物體為一個(gè)系統(tǒng)，這兩個(gè)物體受到的重力與支持力平衡，受到的兩個(gè)摩擦力方向相反，大小都是0.2N，所以系統(tǒng)受到的外力之和為零，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒．所以本題選B.3.如圖所示，質(zhì)量為M的小車置于光滑的水平面上，車的上表面粗糙，有一質(zhì)量為m的木塊以初速度v0水平地滑至車的上表面，若車足夠長，則(A)A．木塊的最終速度為eq\f(m,M＋m)v0B．由于車表面粗糙，小車和木塊所組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒C．車表面越粗糙，木塊削減的動(dòng)量越多D．車表面越粗糙，小車獲得的動(dòng)量越多解析：由m和M組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒易得A正確；m和M動(dòng)量的改變與小車上表面的粗糙程度無關(guān)，因?yàn)檐囎銐蜷L，最終各自的動(dòng)量與摩擦力大小無關(guān)．4.如圖所示，質(zhì)量為M的盒子放在光滑的水平面上，盒子內(nèi)表面不光滑，盒內(nèi)放有一塊質(zhì)量為m的物體．從某一時(shí)刻起給m一個(gè)水平向右的初速度v0，那么在物塊與盒子前后壁多次往復(fù)碰撞后(D)A．兩者的速度均為零B．兩者的速度總不會(huì)相等C．物體的最終速度為mv0/M，向右D．物體的最終速度為mv0/(M＋m)，向右解析：物體與盒子組成的系統(tǒng)所受合外力為零，物體與盒子前后壁多次往復(fù)碰撞后，以速度v共同運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)量守恒定律得：mv0＝(M＋m)v，故v＝mv0/(M＋m)，向右．5．一木塊自由落下，在木塊下落途中被一顆飛來的子彈擊中，擊中后子彈留在木塊中，結(jié)果木塊著地時(shí)間未變，但產(chǎn)生了水平方向的偏移，則(A)A．木塊是被水平方向飛行的子彈擊中的B．木塊是被斜向下方向飛行的子彈擊中的C．木塊在被擊中的過程中，在水平方向子彈與木塊的總動(dòng)量不守恒D．木塊被擊中前后，豎直方向的動(dòng)量是增加的解析：依題意知，木塊著地時(shí)間未變，只是水平方向發(fā)生側(cè)移，說明木塊被子彈擊中瞬間豎直方向的速度未發(fā)生改變，木塊是被水平方向飛行的子彈擊中的，水平方向子彈和木塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，故選項(xiàng)中只有A正確．6.如圖所示，在光滑水平面上，有一質(zhì)量為M＝3kg的薄板和質(zhì)量為m＝1kg的物塊，都以v＝4m/s的初速度朝相反方向運(yùn)動(dòng)，它們之間有摩擦，薄板足夠長，當(dāng)薄板的速度為2.4m/s時(shí)，物塊的運(yùn)動(dòng)狀況是(A)A．做加速運(yùn)動(dòng) B．做減速運(yùn)動(dòng)C．做勻速運(yùn)動(dòng) D．以上運(yùn)動(dòng)均有可能解析：薄板足夠長，最終物塊和薄板達(dá)到共同速度v′，取薄板運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律得，Mv－mv＝(M＋m)v′v′＝eq\f(3－1×4,3＋1)m/s＝2m/s共同運(yùn)動(dòng)速度的方向與薄板初速度的方向相同．在物塊和薄板相互作用過程中，薄板始終做勻減速運(yùn)動(dòng)，而物塊先沿負(fù)方向減速到速度為零，再沿正方向加速到2m/s.當(dāng)薄板速度為v1＝2.4m/s時(shí)，設(shè)物塊的速度為v2，由動(dòng)量守恒定律得：Mv－mv＝Mv1＋mv2v2＝eq\f(M－mv－Mv1,m)＝eq\f(2×4－3×2.4,1)m/s＝0.8m/s即此時(shí)物塊的速度方向沿正方向，故物塊正做加速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確．7．一隕石由真空落到山谷中，有一目擊者，他先是看到火花，隨后聽到巨大聲響，最終他走到隕石旁用手摸了摸隕石，感到燙手．就上述現(xiàn)象所得出的下列相識(shí)中正確的是(CD)A．隕石的動(dòng)量消逝了，轉(zhuǎn)化為聲、光、熱等形式的能量B．隕石的動(dòng)量消逝了，這表明隕石與地球碰撞中動(dòng)量不守恒C．隕石與地球碰撞中動(dòng)量是守恒的，隕石的動(dòng)量傳遞給了地球D．隕石與地球碰撞中，隕石的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為聲、光、熱等形式的能量解析：動(dòng)量是不行能轉(zhuǎn)化為能量的，故選項(xiàng)A錯(cuò)；隕石與地球碰撞過程中，內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，動(dòng)量守恒，隕石的動(dòng)量沒有消逝，而是傳遞給了地球，故選項(xiàng)B錯(cuò)、C對(duì)；碰撞過程中，隕石的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為聲、光、熱等形式的能量，故選項(xiàng)D正確．8.如圖所示，A、B兩個(gè)小球在光滑水平面上沿同始終線相向運(yùn)動(dòng)，它們的動(dòng)量大小分別為p1和p2，碰撞后A球接著向右運(yùn)動(dòng)，動(dòng)量大小為p1′，此時(shí)B球的動(dòng)量大小為p2′，則下列等式成立的是(BD)A．p1＋p2＝p1′＋p2′ B．p1－p2＝p1′＋p2′C．p1′－p1＝p2′＋p2 D．－p1′＋p1＝p2′＋p2解析：因水平面光滑，所以A、B兩球組成的系統(tǒng)在水平方向上動(dòng)量守恒．以向右為正方向，由于p1、p2、p1′、p2′均表示動(dòng)量的大小，所以碰前的動(dòng)量為p1－p2，碰后的動(dòng)量為p1′＋p2′，B對(duì)．經(jīng)變形得－p1′＋p1＝p2′＋p2，D對(duì)．9．光滑水平面上A、B兩小車間有一彈簧如圖所示，用手抓住小車并將彈簧壓縮后使兩小車均處于靜止?fàn)顟B(tài)．將兩小車及彈簧看做一個(gè)系統(tǒng)，下列說法正確的是(ACD)A．兩手同時(shí)放開后，系統(tǒng)總動(dòng)量始終為零B．先放開左手，再放開右手后，動(dòng)量不守恒C．先放開左手，后放開右手，總動(dòng)量向左D．無論何時(shí)放手，兩手放開后，在彈簧復(fù)原原長的過程中，系統(tǒng)總動(dòng)量都保持不變，但系統(tǒng)的總動(dòng)量不肯定為零解析：A項(xiàng)，在兩手同時(shí)放開后，水平方向無外力作用，只有彈簧的彈力(內(nèi)力)，故動(dòng)量守恒，即系統(tǒng)的總動(dòng)量始終為零．B項(xiàng)，先放開左手，再放開右手后，兩手對(duì)系統(tǒng)都無作用力之后的那一段時(shí)間，系統(tǒng)所受合外力也為零，即動(dòng)量是守恒的．C項(xiàng)，先放開左手，系統(tǒng)在右手作用下，產(chǎn)生向左的沖量，故有向左的動(dòng)量，再放開右手后，系統(tǒng)的動(dòng)量仍守恒，即此后的總動(dòng)量向左．D項(xiàng)，無論何時(shí)放開手，只要是兩手都放開就滿意動(dòng)量守恒的條件，即系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變．若同時(shí)放開，那么作用后系統(tǒng)的總動(dòng)量就等于放手前的總動(dòng)量，即為零；若兩手先后放開，那么兩手都放開后的總動(dòng)量也是守恒的，但不為零．二、非選擇題10．一輛車在水平光滑路面上以速度v勻速行駛．車上的人每次以相同的速度4v(對(duì)地速度)向行駛的正前方拋出一個(gè)質(zhì)量為m的沙包．拋出第一個(gè)沙包后，車速減為原來的eq\f(3,4)，則拋出第四個(gè)沙包后，此車的運(yùn)動(dòng)狀況如何？答案：車以eq\f(v,3)的速度向后退解析：設(shè)車的總質(zhì)量為M，拋出第四個(gè)沙包后車速為v1，由全過程動(dòng)量守恒得Mv＝(M－4m)v1＋4m·4v對(duì)拋出第一個(gè)沙包前后列方程有：Mv＝(M－m)eq\f(3,4)v＋m·4v②將②式所得M＝13m代入①式，解得拋出第四個(gè)沙包后車速為v1＝－eq\f(v,3)，負(fù)號(hào)表示向后退．11．為了采集木星和火星之間星云的標(biāo)本，將航天器制成勺形，星云物質(zhì)彼此間相對(duì)靜止．航天器質(zhì)量為104kg，正以10km/s的速度運(yùn)行，星云物質(zhì)速度為100m/s，方向與航天器相同，航天器沒有開啟動(dòng)力裝置．假如每秒鐘可搜集答案：2252m/s解析：由動(dòng)量守恒定律有m航v航＋Δmv云＝(m航＋Δm)v，代入數(shù)據(jù)解得v＝2252m/s.12．質(zhì)量為1000kg的轎車與質(zhì)量為4000kg的貨車迎面相撞．碰撞后兩車絞在一起，并沿貨車行駛方向運(yùn)動(dòng)一段路程后停止(如圖所示)．從事故現(xiàn)場測出，兩車相撞前，貨車的行駛速度為54km/h，撞后兩車的共同速度為18km/h.該段馬路對(duì)轎車的限速為100km/h，試推斷轎車是否超速行駛．答案：轎車超速行駛解析：碰撞中兩車間的相互作用力很大，可忽視兩車受到的其他作用力，近似認(rèn)為兩車在碰撞過程中動(dòng)量守恒．設(shè)轎車質(zhì)量為m1，貨車質(zhì)量為m2；碰撞前轎車速度為v1，貨車速度為v2；碰撞后兩車的共同速度為v′