2022學(xué)年高中物理 第一章 碰撞與動量守恒 動量守恒定律習(xí)題（提高篇）教科版選修3-5

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1、2022學(xué)年高中物理 第一章 碰撞與動量守恒 動量守恒定律習(xí)題（提高篇）教科版選修3-5 一、選擇題： 1．如圖所示，一個木箱原來靜止在光滑水平面上，木箱內(nèi)粗糙的底板上放著一個小木塊．木箱和小木塊都具有一定的質(zhì)量．現(xiàn)使木箱獲得一個向右的初速度v0，則（ ）． A．小木塊和木箱最終都將靜止 B．小木塊最終將相對木箱靜止，二者一起向右運動 C．小木塊在木箱內(nèi)壁將始終來回往復(fù)碰撞，而木箱一直向右運動 D．如果小木塊與木箱的左壁碰撞后相對木箱靜止，則二者將一起向左運動 2．如圖所示，彈簧的一端固定在豎直墻上，質(zhì)量為m的光滑弧形

2、槽靜止在光滑水平面上，底部與水平面平滑連接，一個質(zhì)量也為m的小球從槽高h處開始自由下滑（ ）． A．在以后的運動過程中，小球和槽的動量始終守恒 B．在下滑過程中小球和槽之間的相互作用力始終不做功 C．被彈簧反彈后，小球和槽都做速率不變的直線運動 D．被彈簧反彈后，小球和槽的機械能守恒，小球能回到槽高h處 3．平板車B靜止在光滑水平面上，在其左端另有物體A以水平初速度v0向車的右端滑行，如圖所示，由于A、B間存在摩擦，因而A在B上滑行后，A開始做減速運動，B做加速運動（設(shè)B車足夠長），則B車速度達到最大時，應(yīng)出現(xiàn)在（

3、 ）． A．A的速度最小時 B．A的速度最大時 C．A、B速度相等時 D．B車開始做勻速直線運動時 4．如圖所示，物體A的質(zhì)量是B的2倍，中間有一壓縮彈簧，放在光滑水平面上，由靜止同時放開兩物體后一小段時間內(nèi)（ ）． A．A的速度是B的一半 B．A的動量大于B的動量 C．A受的力大于B受的力 D．總動量為零 5．如圖所示，小車放在光滑的水平面上，將系著繩的小球拉開到一定的角度，然后同時放開小球和小車，那么在以后的過程中（ ）． A．小

4、球向左擺動時，小車也向左運動，且系統(tǒng)動量守恒 B．小球向左擺動時，小車向右運動，且系統(tǒng)動量守恒 C．小球向左擺到最高點，小球的速度為零而小車的速度不為零 D．在任意時刻，小球和小車在水平方向上的動量一定大小相等、方向相反 6．如圖所示，小車放在光滑地面上，A、B兩人站在車的兩端，這兩人同時開始相向行走，發(fā)現(xiàn)車向左運動，分析小車運動的原因可能是（ ）． A．A、B質(zhì)量相等，但A比B速率大 B．A、B質(zhì)量相等，但A比B速率小 C．A、B速率相等，但A比B的質(zhì)量大 D．A、B速率相等，但A比B的質(zhì)量

5、小 7．一彈簧槍可射出速度為的鉛彈，現(xiàn)對準以的速度沿光滑桌面迎面滑來的木塊發(fā)射一顆鉛彈，鉛彈射入木塊后未穿出，木塊繼續(xù)向前運動，速度變?yōu)椋绻胱屇緣K停止運動，并假定鉛彈射入木塊后都不會穿出，則應(yīng)再向木塊迎面射入的鉛彈數(shù)為（ ）． A．5顆 B．6顆 C．7顆 D．8顆 8．如圖所示，A、B兩個小球在光滑水平面上沿同一直線相向運動，它們的動量大小分別為和，碰撞后A球繼續(xù)向右運動，動量大小為，此時B球的動量大小為，則下列等式成立的是（ ）． A． B． C． D． 9．如圖所示，兩輛質(zhì)

6、量相同的小車置于光滑的水平面上，有一人靜止站在A車上，兩車靜止．若這個人自A車跳到B車上，接著又跳回A車，靜止于A車上，則A車的速率（ ）． A．等于零 B．小于B車的速率 C．大于B車的速率 D．等于B車的速率 10．如圖所示，A、Ｂ兩木塊緊靠在一起且靜止于光滑水平面上，物塊C以一定的初速度v0從A的左端開始向右滑行，最后停在B木塊的右端，對此過程，下列敘述正確的是（ ）． A．當(dāng)C在A上滑行時，A、C組成的系統(tǒng)動量守恒 B．當(dāng)C在B上滑行時，B、C組成的系統(tǒng)動量守恒 C．無論

7、C是在A上滑行還是在B上滑行，A、B、C三物塊組成的系統(tǒng)動量守恒 D．當(dāng)C在B上滑行時，A、B、C組成的系統(tǒng)動量不守恒 二、填空題 11．場強為E、方向豎直向上的勻強電場中有兩小球A、B，它們的質(zhì)量分別為m1、m2，電量分別為q1、q2，A、B兩小球由靜止釋放，重力加速度為g，則小球A和B組成的系統(tǒng)動量守恒應(yīng)滿足的關(guān)系式為________． 12．甲、乙兩人均以的速度在冰上相向滑行，．甲拿著一個質(zhì)量的小球，當(dāng)甲將球傳給乙，乙再傳給甲，這樣傳球若干次后，乙的速度變?yōu)榱悖椎乃俣葹開_______。 13．在光滑的水平地面上，質(zhì)量為的物體以的速度向右運動，另一個質(zhì)量

8、為8kg的物體以的速度向左運動，兩物體相碰后粘在一起運動，碰后它們共同速度的大小為___________，方向為___________。 14．質(zhì)量為的金屬塊和質(zhì)量為的木塊用細線系在一起，以速度在水中勻速下沉，某一時刻細線斷了，則當(dāng)木塊停止下沉的時刻。鐵塊下沉的速率為___________。（設(shè)水足夠深，水的阻力不計） 三、解答題： 15．如圖所示，在水平面上有一質(zhì)量的小車，小車上放有質(zhì)量均為的物塊A和B，物塊A和小車右端用一根輕質(zhì)彈簧連在一起，彈簧處于自然狀態(tài)?，F(xiàn)保持小車靜止，用力向右緩慢推B，使彈簧壓縮，外力做功。然后撤去外力，不計一切摩擦，小車足夠長。求： 　?。?）B與

9、A分離時，小車的速度； 　?。?）從撤去外力至B與A分離時，A對B做的功。 　　　　　　　 16．一輛列車總質(zhì)量為肘，在平直的軌道上以速度v勻速行駛．突然，一節(jié)質(zhì)量為m的車廂脫鉤，假設(shè)列車所受的阻力與質(zhì)量成正比，牽引力不變，當(dāng)后一節(jié)車廂剛好靜止時，前面列車的速度為多大？ 17．甲、乙兩個小孩各乘一輛冰車在水平冰面上游戲，甲和他的冰車的質(zhì)量共為，乙和他的冰車的質(zhì)量也是。游戲時，甲推著一個質(zhì)量為的箱子，和他一起以大小為的速度滑行，乙以同樣大小的速度迎面滑來，如圖所示．為了避免相撞，甲突然將箱子沿冰面推給乙，箱子滑到乙處時乙迅速把它抓?。舨挥嫳娴哪Σ亮?，求甲至少要以多大的速度

10、（相對于地面）將箱子推出，才能避免與乙相撞？ 【答案與解析】 一、選擇題： 1．【答案】B 【解析】把小木塊和木箱看成一個系統(tǒng)，該系統(tǒng)所受合外力為零，故系統(tǒng)動量守恒，系統(tǒng)的初動量向右，末動量也應(yīng)向右．選項C中小木塊始終在木箱內(nèi)做往復(fù)運動，因摩擦力的存在，系統(tǒng)的機械能會越來越少，最終停止，這是不可能的．可見。只有B選項正確． 2．【答案】C 【解析】小球從弧形槽高h的地方下落過程中，對于小球和槽組成的系統(tǒng)在水平方向上不受外力作用，所以在水平方向上動量守恒．但是，當(dāng)小球接觸彈簧以后，彈簧會對小球施加一個水平向左的外力作用，故在以后的運動過程中小球和槽組成的系統(tǒng)動

11、量不守恒，選項A錯誤；小球在弧形槽中下落過程中和弧形槽產(chǎn)生了一個垂直于接觸面的彈力，而且在彈力分力的方向上兩者都發(fā)生了位移，故小球和槽之間的相互作用力要做功，選項B錯誤；當(dāng)小球被彈簧反彈后，小球和弧形槽在水平方向上不受任何力的作用，故小球和槽在水平方向做速率不變的直線運動，選項C正確；由于小球被彈簧反彈后，小球和槽組成的系統(tǒng)有水平向左的總動量，當(dāng)小球回到最高點時，系統(tǒng)仍然具有水平向左的動量，按照機械能守恒觀點．小球所能回到的高度將小于h，選項D錯誤． 3．【答案】A、C、D 4．【答案】A、D 5．【答案】B、D 【解析】以小球和小車組成的系統(tǒng)為研究對象，在水平方向上不受力的作用，所

12、以系統(tǒng)的動量在水平方向上守恒．由于初始狀態(tài)小車與小球均靜止，所以小球與小車在水平方向上的動量要么都為零要么大小相等，方向相反，所以A、C錯，B、D對． 6．【答案】A、C 【解析】兩人及車組成的系統(tǒng)動量守恒，則，得． 7．【答案】D 【解析】設(shè)木塊質(zhì)量為，一顆鉛彈質(zhì)量為，則第一顆鉛彈射入，有，代入數(shù)據(jù)可得．設(shè)再射入n顆鉛彈木塊停止，有，解得． 8．【答案】B、D 【解析】因水平面光滑，所以A、B兩球組成的系統(tǒng)在水平方向上動量守恒．由于、、、均表示動量的大小，所以碰前的動量為，碰后的動量為，B對．經(jīng)變形，D對． 9．【答案】B 【解析】兩車和人組成的系

13、統(tǒng)位于光滑的水平面上，因而該系統(tǒng)在水平方向上動量守恒．設(shè)人的質(zhì)量為，車的質(zhì)量為，A、B車的速率分別為，則由動量守恒定律得，所以有，，故v1＜v2，所以B正確． 10．【答案】B、C 【解析】當(dāng)C在A上滑行時，若以A、C為系統(tǒng)，B對A的作用力為外力且不等于0，故系統(tǒng)動量不守恒，A選項錯誤；當(dāng)C在B上滑行時，A、B已脫離，以B、C為系統(tǒng)，沿水平方向不受外力作用，故系統(tǒng)動量守恒，B選項正確；若將A、B、C三物視為一系統(tǒng)，則沿水平方向無外力作用，系統(tǒng)動量守恒，C選項正確，D選項錯誤． 二、填空題 11．【答案】E(q1+q2)=(m1+m2)g 【解析】系統(tǒng)動量守恒的條件是該系統(tǒng)

14、受的合外力為0，則小球受力應(yīng)滿足E(q1+q2)=(m1+m2)g，且二力方向相反． 12．【答案】零 13．【答案】 ；向左?????? 14．【答案】 三、解答題： 15．【答案】（1）；　 （2）． 　　【解析】 　　(1)當(dāng)彈簧第一次恢復(fù)原長時，B與A恰好分離，此時B與A有相同速度，設(shè)為，小車的速度為， 　　　 根據(jù)動量守恒定律，有 　　　 由能量關(guān)系 　 　　解得：，． 　　　 即小車速度為 　　(2)根據(jù)動能定理，從撤去外力至B與A分離時，A對B做的功為： 　 　　　． 16．【答案】． 【解析】以車廂與列車組成的系統(tǒng)為研究對

15、象，因合外力為零，系統(tǒng)內(nèi)的物體不管有無相互作用，系統(tǒng)總動量守恒．設(shè)列車的速度為，則有，所以。 17．【答案】． 【解析】乙接到箱子后，甲、乙兩者的相對運動情況可能有三種：（1）互相遠離——甲、乙不會發(fā)生碰撞．（2）互相靠近——將會發(fā)生碰撞．（3）介于兩者中的臨界狀態(tài)是既不互相遠離也不互相靠近，此時只能是兩者的運動速度大小相等、方向相同——即兩者剛好不相撞．這樣求解此題的關(guān)鍵就是乙接到箱子后，甲、乙兩者的速度相同． 解法一：取甲開始運動的方向為正方向，設(shè)甲推出箱子后的速度為，箱子的速度為，以甲和箱子為系統(tǒng)，則由動量守恒定律得． 設(shè)乙抓住箱子后其速度為，以箱子和乙為系統(tǒng)，則由動量守恒定律得． 而甲、乙不相碰的條件是：，當(dāng)甲和乙的速度相等時，甲推箱子的速度最小，此時：． 聯(lián)立上述三式可得 即甲至少要以對地5.2 m／s的速度將箱子推出，才能避免與乙相撞． 解法二：若以甲、乙和箱子三者組成的整體為一個系統(tǒng)，由于不相撞的條件是甲、乙速度相等，設(shè)為，則由動量守恒定律得． 代入數(shù)據(jù)可得． 再以甲和箱子為一個系統(tǒng)，設(shè)推出箱子的速度為v，推出箱子前、后系統(tǒng)的動量守恒． 代入數(shù)據(jù)得，結(jié)果相同．