新教材2025版高中物理課時分層作業(yè)三動量守恒定律新人教版選擇性必修第一冊

課時分層作業(yè)(三)動量守恒定律基礎(chǔ)過關(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上向相反方向滑動過程中()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)動量守恒，A、B、C組成的系統(tǒng)動量也守恒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)動量不守恒，A、B、C組成的系統(tǒng)動量也不守恒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)動量不守恒，但A、B、C組成的系統(tǒng)動量守恒D．以上說法均不對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，此時從沙車上方落入一個質(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B．沙車仍做勻速運(yùn)動，速度仍為v0C．沙車仍做勻速運(yùn)動，速度小于v0D．沙車做變速運(yùn)動，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、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程，戰(zhàn)士和小船的總動量守恒B．戰(zhàn)士跳到小船上到最終停在船上的過程，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程中動量改變量的大小為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，相對小船靜止．若救生員以相對水面的速率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，甲車的速度多大？方向如何？(2)由于磁性極強(qiáng)，故兩車不會相碰，那么兩車的距離最小時，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船上站著一個人，人與B船的總質(zhì)量是A船的10倍．兩船起先時都處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)B船上的人把A船以相對于地面的速度v向左推出，A船到達(dá)岸邊時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，一個質(zhì)量為M＝2kg的足夠長的木板放置在光滑水平面上，木板的一側(cè)是一個四分之一圓弧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，軌道的支持力為25N．若小鐵塊在弧形軌道上下滑過程中克服摩擦力所做的功為Wf，小鐵塊和長木板達(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，A和B均靜止，現(xiàn)同時對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)動到以后的整個運(yùn)動過程中(彈簧形變始終不超過其彈性限度)，對A、B和彈簧組成的系統(tǒng)，正確的說法是()A．由于F1、F2大小相等、方向相反，故系統(tǒng)動量守恒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，A、B的動能均達(dá)到最大值D．當(dāng)彈簧的形變量最大時，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，此時質(zhì)量為m2＝2m的乙車正以大小為v0的速度迎面滑來，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，人從甲車跳上乙車，試求人跳離甲車的水平速度(相對地面)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)．課時分層作業(yè)(三)動量守恒定律1．解析：當(dāng)A、B兩物體組成一個系統(tǒng)時，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，A、B組成的系統(tǒng)所受外力之和為零，系統(tǒng)動量守恒．當(dāng)A、B與C之間的摩擦力大小不相等時，A、B組成的系統(tǒng)所受外力之和不為零，動量不守恒．而對于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)的動量守恒，故A項(xiàng)、C項(xiàng)均正確，B項(xiàng)、D項(xiàng)均錯誤．答案：AC2．解析：放射炮彈的過程，系統(tǒng)動量守恒，放射前，系統(tǒng)的總動量為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，對地速度為v＋v′，所以系統(tǒng)總動量為(M－m)v′＋m(v＋v′)，本題選D.答案：D3．解析：由水平方向上動量守恒得，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程中，戰(zhàn)士和小船的總動量守恒，總機(jī)械能有損失，不守恒，選項(xiàng)A正確、B錯誤；以戰(zhàn)士初始運(yùn)動方向?yàn)檎较?，對?zhàn)士跳到小船上并最終停在船上的過程，設(shè)戰(zhàn)士最終停在船上后速度為v′，由動量守恒定律可知m人v－m船v船＝(m人＋m船)v′，得v′＝0.25m/s，選項(xiàng)C錯誤；戰(zhàn)士動量的改變量Δp＝m人(v′－v)＝60×(0.25－2)kg·m/s＝－105kg·m/s，動量改變量的大小為105kg·m/s，選項(xiàng)D正確．答案：AD5．解析：在救生員躍出的過程中船、人組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒，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)動量守恒．設(shè)向右為正方向．(1)據(jù)動量守恒得：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，兩車速度相同，設(shè)為v′，由動量守恒得：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，由動量守恒定律得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，B的速度大小為vn，由動量守恒定律得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，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：A、B和彈簧組成的系統(tǒng)所受合外力為零，因此系統(tǒng)動量守恒．B錯：由于F1、F2均對系統(tǒng)做功，因此系統(tǒng)機(jī)械能不守恒．C對，D錯：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，當(dāng)F1＝F2＝kx時，A、B所受合外力均為零，此時二者速度最大，動能最大，然后起先做加速度漸漸增大的減速運(yùn)動，當(dāng)二者速度減為零時，彈簧最長，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(相對地面)為v，在人跳離甲車和人跳上乙車過程中各自動量守恒，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，有(M＋m1)v1＝Mv＋m1v′1人跳上乙車