高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第一册1.3 动量守恒定律的案例分析课时训练

1.3动量守恒定律的案例分析同步练习2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．人的质量m，船的质量M，若船用缆绳固定，船离岸L时，人恰好可以跃上岸．若撤去缆绳，如图所示，人要安全跃上岸，船离岸至多为多远? (不计水的阻力，两次人消耗的能量相等，两次从离开船到跃上岸所用的时间相等) (        )

A． B． C． D．

2．质量为1kg的小球以4m/s的速度与质量为2kg的静止的小球正对碰撞，关于碰后的速度，下列哪些是可能的（        ）

A．－4/3m/s，4/3m/s B．－1m/s，2.5m/s

C．－2m/s，3m/s D．-4m/s，4m/s

3．小船在湖水中相对于地面以大小为v的速度向东行驶，若在船上同时以相对地面大小为2v的速度分别向东和向西抛出两个一样的物体，则小船速度将　　

A．减小 B．增大 C．不变 D．变为向西

4．2021年10月16日0时23分，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心成功发射，顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空。按照计划部署，神舟十三号航天员乘组将在轨驻留六个月。假设将发射火箭看成如下模型：静止的实验火箭，发射前总质量（含燃料）为M=2200g，取竖直向下为正方向，火箭所受重力和空气阻力可忽略不计。当它以v0=880m/s的对地速度竖直向下喷出质量为Δm=200g的高温气体后，火箭的对地速度为（　　）

A．-80m/s B．80m/s C．-88m/s D．88m/s

5．如图所示，甲、乙两人分别站在小车上，小车静止在光滑的水平地面上，甲与车的总质量为M，甲手上有一个质量为m的球，乙与车的总质量也为M，现甲以一定的水平速度向右抛出小球，抛出后，甲的速度大小为v1，乙接到球后，乙的速度大小为v2，乙接球后，又以一定的水平速度向左抛出，抛出后，乙的速度为v3，甲接球后，甲的速度为v4，则（　　）

A．v1=v2 B．v1<v2 C．v3=v4 D．v3>v4

6．如图所示，质量为的薄长木板静止在光滑的水平面上，时一质量为的滑块以水平初速度从长木板的左端冲上木板并最终从右端滑下．已知滑块和长木板在运动过程中的图象如图所示，则木板与滑块的质量之比为（       ）

A． B． C． D．

7．关于反冲运动,下列说法正确的是(          )

A．反冲运动的两个物体系统动量守恒,机械能也守恒

B．反冲现象是有害的,应该想办法防止

C．直升机的升空应用了反冲的原理

D．影响火箭速度大小的因素是喷气速度和质量比

8．质量相同的三个小球a、b、c在光滑水平面上以相同的速率运动，它们分别与原来静止的三个小球A、B、C相碰（a与A碰，b与B碰，c与C碰）。碰后，a球继续沿原来方向运动，b球静止不动，c球被弹回向反方向运动。则碰后A、B、C三球中动量最大的是（       ）

A．A球 B．B球

C．C球 D．由于A、B、C三球质量未知，无法判断

9．如图所示，质量为m的长木板静止在光滑水平面上，轻弹簧放在长木板上，一端与长木板右端的固定挡板相连，长木板与挡板的总质量为m，一个质量为的物块从长木板的左端以大小为v0的速度滑上长木板，当物块再次滑到长木板的左端时，物块与长木板相对静止。则（　　）

A．物块与长木板相对静止时，弹簧的弹性势能一定为零

B．弹簧被压缩时具有的最大弹性势能为

C．物块与木板间因摩擦产生的热量为

D．物块先向右做减速运动，后向左做加速运动

10．一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A并立即留在其中，A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，如图所示。则在子弹打击木块A至弹簧第一次被压缩到最短的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统（　　）

A．动量不守恒，机械能守恒 B．动量不守恒、机械能不守恒

C．动量守恒，机械能守恒 D．动量守恒，总动能减小

11．质量为m的A球以速率v与质量为3m的静止B球沿光滑水平面发生正碰，碰撞后A球速率为，则B球速率可能为（          ）

A． B． C．2v D．

12．如图所示，质量为m的小球A以水平速度v与静止在光滑水平面上质量为3m的小球B正碰后，小球A的动能损失是其原来的，则小球B的速度是（）

A． B．-v C． D．

13．长木板A放在光滑的水平面上，质量为m的物块B以水平初速度v0从一端滑上A的水平上表面，它们在运动过程中的v－t图线如图所示．则根据图中所给出的已知数据v0、t1及物块质量m，可以求出的物理量是（     ）

A．木板A获得的动能

B．A、B组成的系统损失的机械能

C．木板A的最小长度

D．A、B之间的动摩擦因数

14．如图所示，质量为m的小球A系在长为l的轻绳一端，另一端系在质量为M 的小车支架的O点．现用手将小球拉至水平，此时小车静止于光滑水平面上，放手让小球摆下与B处固定的橡皮泥碰击后粘在一起，则在此过程中小车的位移是(　     　)

A．向右，大小为

B．向左，大小为

C．向右，大小为

D．向左，大小为

15．如图所示，在光滑的水平面上有两个物体A和B，它们的质量均为m，一根轻弹簧与B相连静止在地面上。物体A以速度v0沿水平方向向右运动，通过弹簧与物体B发生作用。下列说法正确的是（　　）

A．弹簧被压缩的过程中，物体A、物体B和弹簧组成的系统动量守恒，机械能不守恒

B．当弹簧获得的弹性势能最大时，物体A的速度为零

C．从弹簧开始压缩至压缩最大的过程中，弹簧对物体B做功

D．在弹簧的弹性势能逐渐增大的过程中，弹簧对物体A和物体B的冲量大小相等，方向相反

二、填空题（共4题）

16．一物体的质量为2kg，此物体竖直下落，以10m/s速度碰到水泥地面上，随后又以8m/s的速度反弹。若取竖直向上为正方向，则小球与地相碰前的动量是____kg·m／s ，相碰后的动量是____ kg·m／s，相碰过程中小球动量的变化量是____ kg·m／s。

17．如图所示装置中，木块B与水平桌面间是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块中，将弹簧压缩到最短．现将子弹、木块和弹簧合在一起作研究对象（系统），则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中动量______，机械能______（填“守恒”或“不守恒”）．

18．一颗手榴弹以10m/s的速度沿水平方向向前飞行，它炸裂成质量比为3∶2的两部分，质量大的部分以15m/s的速度继续向前飞行，则另一部分的速度大小_______。

19．利用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验，质量为mA的钢球A用细线悬挂于O点，质量为mB的钢球B放在离地面高度为H的小支柱N上，O点到A球球心的距离为L.使悬线在A球释放前伸直，且线与竖直方向的夹角为α，A球释放后摆动到最低点时恰与B球正碰，碰撞后，A球把轻质指示针OC推移到与竖直方向夹角为β处，B球落到地面上，地面上铺一张盖有复写纸的白纸D。保持α角度不变，多次重复上述实验，白纸上记录了多个B球的落点，重力加速度为g.（悬线长远大于小球半径）

（1）图中x应是B球初始位置到________的水平距离。

（2）为了验证动量守恒，应测得的物理量有_____________。

（3）用测得的物理量表示（vA为A球与B球刚要相碰前A球的速度，vA′为A球与B球刚相碰后A球的速度，vB′为A球与B球刚相碰后B球的速度）：

mAvA＝________________；

mAvA′＝________________；

mBvB′＝________________。

三、综合题（共4题）

20．短道速滑接力赛是冰上运动最为激烈的项目之一、比赛规定，前、后队员必须通过身体接触完成交接，交接时后方队员可以用力推送前方队员。如图是参赛队员正在进行短道速滑接力项目的训练场景，比赛开始，甲运动员静止在光滑的冰面上，乙运动员以10m/s的速度从他的后方冲过来并推动他，两人相互作用了1s后，甲运动员以6m/s的速度脱离乙而向前滑行。已知甲运动员质量、乙运动员质量，求：

（1）两个运动员脱离瞬间，乙运动员的速度大小；

（2）甲、乙运动员间平均作用力的大小。

21．如图所示，一质量为的木块放在光滑的水平面上，一质量为的子弹以初速度水平飞来打进木块并留在其中，设相互作用力为．试求：

（1）子弹、木块相对静止时的速度．

（2）此时，子弹发生的位移以及子弹打进木块的深度分别为多少．

（3）系统损失的机械能为多少．

22．如图所示，竖直平面内轨道ABCD的质量M=0.4kg，放在光滑水平面上，其中AB段是半径为R=0.4m的光滑四分之一圆弧，在B点与水平轨道BD相切，水平轨道的BC段粗糙，动摩擦因数μ=0.4，长L=3.5m，CD段光滑，D端连一轻弹簧，现有一质量m=0.1kg的小物体（可视为质点）在距A点高为H=3.6m处由静止自由落下，恰沿A点滑入圆弧轨道（），求：

①ABCD轨道在水平面上运动的最大速率；

②小物体第一次沿轨道返回A点时的速度大小。

23．如图所示，有两个物体A、紧靠着放在光滑的水平面上，A的质量为，的质量为，有一颗质量为的子弹以的水平速度射入A，经过0.01s后又射入物体，最后停在中．若子弹对A的平均作用力大小为3×103N，求

（1）A、分离时A的速度；

（2）的最终速度大小

参考答案：

1．A

2．B

3．B

4．C

5．D

6．B

7．D

8．C

9．B

10．D

11．D

12．D

13．C

14．D

15．D

16．     －20     16     36

17．     不守恒     不守恒

18．2.5m/s

19．     B球平均落点     mA、mB、α、β、H、L、x     mA     mA     mBx

20．（1）；（2）

21．（1）（2）（3）

22．①；②

23．（1）6m/s ；（2） 21.94m/s