人教版物理选修3-516.3动量守恒定律同步练习题(含解析)

1、人教版物理选修3-5 16.3动量守恒定律同步练习题（含解析）人教版物理选修3-516.3动量守恒定律同步练习题号一一三总分得分一、单选题（本大题共 13小题，共52.0分）1 .关于系统动量守恒的条件，下列说法正确的是（）A.只要系统内存在摩擦力，系统动量就不守恒B.只要系统中有一个物体受合力不为零，系统动量就不守恒C.只要系统所受的合外力为零，系统动量就守恒D.子弹水平飞行，击穿一块原来静止在光滑水平面上的木块，因为子弹穿透木块的过程中受到阻力作用，所以子弹和木块组成的系统总动量不守恒2 . 一炮弹质量为 m,以一定的倾角斜向上发射，达到最高点时速度大小为v,方向水平.炮弹在最高点爆炸成两

2、块，其中一块恰好做自由落体运动，质量为 m/4,则爆炸后另一块 瞬时速度大小为A. vB.C.D. 03 .质量为mi=2kg, m2=5kg的两静止小车压缩一条轻弹簧后放在光滑的水平面上，放手后 把小车弹开.今测得m2受到的冲量是10N?s,则在此过程中，mi的动量的变化量是（）A. 2B.C. 10D.4 . 下列说法正确的是A.物体速度变化越大，则加速度一定越大B.发生碰撞的两个物体，机械能是守恒的C.合外力对系统做功为零，则系统机械能一定守恒D.系统所受合外力为零，则系统的动量一定守恒5 .如图所示，光滑的水平地面上有一辆平板车，车上有一个人.原来车和人都静止.当人从左向右行走的过程中

3、（）A.人和车组成的系统水平方向动量守恒B.人和车组成的系统机械能守恒C.人和车的速度方向相同D.人停止行走时，人和车的速度不为零6 .如图所示，一个质量为 M的滑块放置在光滑水平面上，滑块的一侧是一个四分之一圆 弧EF,圆弧半径为。E点切线水平。另有一个质量为m的小球以初速度从E点冲上滑块，若小球刚好没跃出圆弧的上端，已知，9取 ，不计摩擦。则小球的初速度的大小为5 / 13A.B.C.D.7.在光滑的水平面上，物体 的，连有轻质弹簧的物体A以较大速度Va向前运动，与以较小速度 Vb向同一方向运动B发生相互作用，如图.在弹簧被压缩的过程中，当系统的弹性势能最大时（A.B.*C.D.无法确定8

4、 .人和气球离地高为 h,恰好悬浮在空中，气球质量为M,人的质量为人要从气球下拴着的软绳上安全到达地面，软绳的长度至少为（）A.B.C. D.9 .如图所示，两个小球 A、B在光滑水平地面上相向运动，它们的质量分别为mA = 4kg,vb=3m/s.则它们发生正碰后，速度的mB=2kg,速度分别是 va= 3m/s（设为正方向）,可能值分别为（）A.C.B.D.10.小车静止在光滑水平面上，站在车上的人练习打靶人相对于小车静止不动，靶装在车上的另一端，如图所示，已知车、 人、枪和靶的总质量为不含子弹，子弹的质量为m,若子弹离开枪口的水平速度大小为空气阻力不计，子弹打入靶中且留在靶里，则子弹射入

5、靶后，小车获得的速度大小为A. 0B.C. 一D.11 .如图所示，质量为M的车厢静止在光滑的水平面上，车厢内有一质量为m的滑块，以初速度在车厢地板上向右运动，与车厢两壁发生若干次碰撞，最后相对车厢静止，则车厢的最终速 度是A. 0B.，方向水平向右C.，方向水平向右D.，方向水平向右12 .如图（a）所示，光滑绝缘水平面上有甲、乙两个点电荷。t=0时，甲静止，乙以6m/s的初速度向甲运动。 此后，它们仅在静电力的作用下沿同一直线运动（整个运动过程中没有接触），它们运动的vt图象分别如图（b）中甲、乙两曲线所示。则由图线可知（）A.两点电荷的电性一定相反B.时刻两点电荷的电势能最大C. 时间内

6、，两点电荷间的静电力先增大后减小D. 时间内，甲的动能一直增大，乙的动能一直减小13 .如图所示，一个倾角为“的直角斜面体静置于光滑水平面上，斜面体质量为M,顶端高度为h.今有一质量为 m的小物体，沿光滑斜面下滑，当小物体从斜面顶端自由下滑 到底端时，斜面体在水平面上移动的距离是（）A.B.C. D.二、填空题（本大题共 6小题，共24.0分）14 .质量为50kg的人以10m/s的水平速度跳上一辆迎面驶来的质量为200kg、速度为5m/s的平板车.人跳上车后，车、人一起运动的速度大小为 m/s ,此过程中系统损 失的机械能是 J .15 .两小孩在冰面上乘坐“碰碰车”相向运动.A车总质量为5

7、0kg,以2m/s的速度向右运动；B车总质量为70kg,以3m/s的速度向左运动.碰撞后，A以1.5m/s的速度向左运动，则B的速度大小为 m/s,方向向 （选填“左”或“右”）， 该碰撞是 （选填“弹性”或“非弹性”）碰撞.16 .如图所示为实验室中验证动量守恒定律的实验装置示意图，完成关于该实验的下列问题：（1）若入射小球质量为 m1、半径为r1，被碰小球质量 为m2,半径为2,为成功验证动量守恒定律， 应有.A, m1 >m2, r1>r2B. m1>m2,门<2C. m1 >m2,1=2 D. m1m2,1 =2（2）设入射小球的质量为 m1，被碰小球的质

8、量为 m2, P为碰前入射小球落点的平均位 置，M、N分别为碰后两小球落点的平均位置，则若关系式 （用mm2及图中 字母表示）成立，则表示碰撞中动量守恒.17 .如图所示，质量为 M的小车置于光滑的水平面上，车的上表面粗糙，有一质量为m的木块以初速度V0水平地滑至车的上表面，若车足够长，则木块的最终速度为，小车和木块所组成的系统动量 （填“守恒”或“不守恒”）， 小车和木块所组成的系统动能 （填“守恒”或“不守恒”）人教版物理选修3-5 16.3动量守恒定律同步练习题(含解析)18 .如图所示，一枚导弹模型在5m高处以10m/s的速度水平向右飞行时，炸裂成质量比为3： 2的两块，质量大的那块以

9、30m/s的速度向左飞行，取 g=10m/s2,不计炸药的质量，在 质量小的那块的速度为;两块在水平地面上的落地点 相距 m.19 .如图所示，气球吊着A、B两个重物以速度 v匀速上升，已知A与气球的总质量为m B的质量为m2,且mi> m2.某时刻A、B间细线断裂，当气球 J 的速度增大为2V时，B的速度大小为 ,方向.（不计空气阻T力）Ji三、计算题（本大题共 2小题，共20.0分）20 .如图所示，小车 M处在光滑水平面上，其上表面粗糙，靠在（不粘连）半径为 R=0.2m的-光滑固定圆弧轨道右侧，一质量m=1 kg的滑块（可视为质点）从 A点正上方H=3m处自由下落经圆弧轨道底端B

10、滑上等高的小车表面。滑块在小车上最终未离开。已知小车质量M=3kg,滑块与小车间的动摩擦因数科=0.2 （取g=10 m/s2）.求：（1）滑块通过A点时滑块受到的弹力大小和方向（2）小车M的最小长度21 .如图所示，质量为 mA=1kg的小木块A以水平初速度 vo=3m/s冲上置于光滑水平面上的 木板B,木板B的质量为mB=2kg,最后没有滑下，A、B之间的动摩擦因数为=0.5,2重力加速度g=10m/s ,求：AwB /(1) A、B的共同速度；(2)到达共同速度时，A相对地面的位移及系统的摩擦生热.9 / 13答案和解析1 .【答案】C【解析】解：A、若系统内存在着摩擦力，而系统所受的合

11、外力为零，系统的动量仍守恒。 故A错误；B、系统中有一个物体受合力不为零时，系统的动量也可能守恒，比如碰撞过程，两个物体 的合力都不为零，但系统的动量却守恒。故B错误；C、系统所受的合外力为零，合外力的冲量为零，由动量定理可知，系统动量守恒，故C正确。D、子弹穿透木块的过程中，子弹和木块组成的系统合外力为零，系统的总动量守恒，故D错误； 故选：Co 系统动量守恒的条件是合外力为零.系统内存在着摩擦力或一个物体具有加速度时，系统的动量也可能守恒.对照动量守恒条件进行分析. 本题考查对动量守恒条件的理解，关键要抓住动量守恒的条件：合外力为零，通过举例的方法进行分析.2 .【答案】C【解析】【分析】

12、炮弹在最高点水平，爆炸时动量守恒，由动量守恒定律可求出爆炸后另一块弹片的速度大小。 对于爆炸、碰撞等过程，系统所受的外力不为零，但内力远大于外力，系统的动量近似守恒， 这类问题往往运用动量守恒和能量守恒两大守恒定律结合进行求解，难度不大。【解答】爆炸过程系统动量守恒，爆炸前动量为mv,设爆炸后另一块瞬时速度大小为v,取炮弹到最高点未爆炸前的速度方向为正方向，爆炸过程动量守恒，则有： -，解得：-，故ABD错误，C正确。 故选Co3 .【答案】D【解析】解：放手后至弹簧恢复原长前的某一时刻，两辆小车受弹簧的作用力，大小相等， 方向相反，根据动量定理，A、B动量变化量大小相等，方向相反，故由动量定

13、理可知mi的动量变化是-10kg?m/s；选项D正确，ABC错误 故选：D在水平光滑桌面上有两辆静止的小车A和B,放手后至弹簧恢复原长前的某一时刻，系统水平方向无外力作用，只有弹簧的弹力（内力），故动量守恒；根据动量定理确定动量的变化 量情况 本题主要考查了动量守恒的条件，知道系统所受合外力为零时，系统动量守恒；会结合动量定理求解动量的变化.4 .【答案】D根据加速度的定义式判断加速度与速度变化量的关系，动量是矢量，动能是标量，动量变化，动能不一定变化；当系统只有重力做功，机械能守恒，当系统所受的外力之和为零，系统动量守恒。解决本题的关键知道系统机械能守恒、动量守恒的条件，知道动量是矢量，动能

14、是标量，物体的动量变化，动能不一定变化，动能变化，则动量一定变化。【解答】A.根据加速度一知，速度变化越大，则加速度不一定大，故A错误；B.发生碰撞的两个物体，若为非弹性碰撞，则机械能是不守恒的，故 B错误；C.合外力对系统做功为零，可能存在除重力以外其它力做功，其它力不为零，则机械能不守恒，故C错误；D.系统所受的合外力为零，系统动量守恒，故 D正确。故选D。5.【答案】A【解析】【分析】根据动量守恒定律的条件判断人和车组成的系统在水平方向上动量是否守恒，若守恒，结合动量守恒定律求出人停止行走时，人和车的速度大小。解决本题的关键是知道系统动量守恒的条件，本题抓住人和车组成的系统总动量等于零进

15、行求解，基础题。【解答】A.人和车组成的系统在水平方向上不受外力，动量守恒，故 A正确；B.人和车组成的系统，初状态机械能为零，一旦运动，机械能不为零，可知人和车组成的系统机械能不守恒，故 B错误；CD.人和车组成的系统在水平方向上动量守恒，总动量为零，可知人和车的速度方向相反， 当人的速度为零时，车速度也为零，故 CD错误。故选Ao6 .【答案】B【解析】【分析】小球刚好没跃出圆弧的上端，知小球上升到滑块上端时，小球与滑块水平方向速度相同，结合动量守恒和系统机械能守恒求出小球的初速度大小。本题考查了动量守恒定律、机械能守恒定律以及能量守恒定律等，知道小球刚好没跃出圆弧的上端，两者水平方向上的

16、速度相同， 结合水平方向系统动量守恒和系统机械能守恒列式求 解即可。【解答】解：当小球上升到滑块上端时，小球与滑块水平方向速度相同，设为vi,根据水平方向动量守恒有：mvo= ( m+M) vi,根据机械能守恒定律有：-,根据题意，有：M=4m,联立两式解得：vo=5m/s,故ACD错误，B正确。 故选B。7 .【答案】B【解析】解：在光滑的水平面上，物体不受摩擦力的作用，所以整个系统在运动过程中，机 械能守恒；A运动速度较快，所以首先弹簧被压缩，此时动能转化为弹性势能，A由于受向后弹力作用速度减小，B由于受到向前弹力的作用，速度增大，在AB速度相同之前，弹簧一直被压缩，弹性势能增大，当速度相

17、同时，此时弹簧被压缩程度最大，弹性势能最大.故选：B.根据能量守恒定律，因为不受摩擦力，所以整个系统在运动过程中，机械能守恒，当速度相同时，此时弹簧被压缩程度最大，弹性势能最大.此题考查了力和运动的关系，注意题目中隐含的条件：1、在光滑的水平面上，系统不受摩擦力； 2、整个过程中机械能守恒；3、弹簧的形变是由A、B速度的关系决定的.8 .【答案】D以人和气球的系统为研究对象，系统所受的合外力为零，动量守恒.用绳梯的长度和高度h表示人和气球的速度大小，根据动量守恒定律求出绳梯的长度。本题为动量守恒定律的应用，属于人船模型的类别，关键要找出人和气球的速度关系和绳子 长度与运动路程的关系。【解答】设

18、人沿软绳滑至地面，软绳长度至少为L.以人和气球的系统为研究对象，竖直方向动量守恒，规定竖直向下为正方向，由动量守恒定律得：0=Mv2+mvi 人沿绳梯滑至地面时，气球上升的高度为L-h,速度大小:人相对于地面下降的高度为 h,速度大小为：-将代入得：；故D正确，ABC错误。故选Do9 .【答案】A【解析】【分析】碰撞后的系统总动能应该两球碰撞过程系统动量守恒， 碰撞过程中系统机械能不可能增加, 小于或等于碰撞前的系统总动能。人教版物理选修3-5 16.3动量守恒定律同步练习题(含解析)对于碰撞过程，往往根据三个规律去分析：一是动量守恒；二是总动能不增加；三是碰后，不能发生第二次碰撞，若两球分开

19、后同向运动，后面小球的速率不可能大于前面小球的速率。 【解答】两球碰撞过程系统动量守恒，碰撞过程中系统机械能不可能增加，碰撞后的系统总动能应该小于或等于碰撞前的系统总动能；同时，碰撞后 A球速度不大于 B球的速度。碰前系统总动量为，碰前总动能为-若/，/速度，符合，故A可能;若/，/不可能；若/，/速度，故C不可能；若/，/故选A。,则系统动量守恒，动能 3J,碰撞后A球速度不大于B球的,则系统动量守恒，动能大于碰撞前，不符合题意，故 B,则系统动量守恒，但不符合碰撞后A球速度不大于B球的,则系统动量不守恒，D不可能。10 .【答案】A【解析】【分析】系统动量守恒，由动量守恒定律可以求出速度。

20、本题考查了求车的速度，确定研究对象、应用动量守恒定律即可正确解题。【解答】车、人、枪、子弹组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，以子弹的初速度方向正方向，射击前系统动量为零，由动量守恒定律可知， 子弹射入靶中后系统动量也为零，车的速度为零；故选：Ao11 .【答案】C【解析】【分析】选滑块与小车组成的系统为研究对象，水平方向不受外力作用， 故水平方向动量守恒， 并且最后两者具有共同的速度.选滑块与小车组成的系统为研究对象，水平方向仅有系统的内力作用而不受外力作用，故此方向满足动量守恒，碰撞前的动量，等于最后的总动量，典型的动量守恒的题目【解答】选滑块与小车组成的系统为研究对象，规定向右为正方

21、向，由水平方向动量守恒得：mv0= (M+m) v所以有：v=方向水平向右，与 V0同向。故选Co12 .【答案】C【解析】 解：A、由图可知，两个小球间产生的排斥力，因为刚开始乙做减速运动，甲做初速度为0的加速运动，则两个电荷的电性一定相同，故 A错误；B、在ti时刻，两个小球共速，两个小球的间的距离最小，故在间距减小的过程中，小球始 终克服电场力做功， 以后小球的距离逐渐增大，电场力就做正功了， 故ti时刻间距最小时的电势能最大，故 B错误；C、t2时刻，乙球静止，在 。t2时间内，两电荷的间距先减小后增大，故它们间的静电力先 增大后减小，故 C正确；D、0t3时间内，甲的速度一直增大，故

22、它的动能一直增大，而乙的速度先减小后增大，故它的动能也是先减小后增大，故 D错误。故选：Co由图象0-ti段，判定甲从静止开始与乙同向运动，则知甲的电性。分析ti时刻前后两球距离的变化，判断电场力做功情况，分析两电荷的电势能。0t2时间内，分析两电荷间距离变化，可知相互间库仑力的变化。tit3时间内，甲的动能一直增大，乙的动能先减小后增大。 本题也可以运用类比的方法分析，相当于发生了完全非弹性碰撞，ti时刻两球的速度相同，动能损失最大，两电荷的电势能最大。13 .【答案】C【解析】【分析】由于斜面体放在光滑地面上，则物体下滑的过程中， 斜面后退；则由平均动量守恒可列式求解，注意两物体运动的水平

23、位移之和等于斜面的长度。本题考查平均动量守恒定律的应用，要注意根据动量守恒得出质量与水平长度的乘积也是守 恒的。【解答】物体与斜面在水平方向上动量守恒，设物块的速度方向为正方向，则有：运动时间相等，则有：，由题意可知，,联立解得： ，故ABD错误，C正确。故选Co14 .【答案】2； 4500【解析】【分析】本题考查了求物体的速度、系统损失的机械能，分析清楚物体运动过程，应用动量守恒定律 与能量守恒定律即可正确解题。由动量守恒定律求出速度，由能量守恒定律求出系统损失的机械能。【解答】以人与车组成的系统为研究对象，以车的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：Mv车-mv人=(M+m) v代入数据

24、得：v=2 m/s;对系统，由能量守恒定律得，损失的机械能：E=Mv 车 2+mv 人 2- (m+M) v2代入数据得：E=4500Ji0 / i3人教版物理选修3-5 16.3动量守恒定律同步练习题（含解析）故答案为：2; 450015 .【答案】0.5;左；非弹性【解析】【分析】该题主要考查动量守恒相关知识。根据动量守恒可求B的速度大小和方向；判断碰撞是否为弹性碰撞，主要看碰撞前后能量是否有损失。【解答】以向左为正方向，根据碰撞过程中动量守恒，则有代入数值解得：，方向向左；碰撞前AB总能量为：- 碰撞后AB总能量为：- 则碰撞前后能量有损失，故该碰撞是非弹性碰撞。故答案为：0.5;左；非

25、弹性16 .【答案】C miOP=miOM+m2ON【解析】 解：(1)为保证两球发生对心正碰，两球的半径应相等，为防止碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，故选C;(2)小球离开轨道后做平抛运动，小球抛出点的高度相等，则它们在空中的运动时间t相等，验证碰撞中的动量守恒，需要验证： m1V1=m1V1' +m2v2,则：m1V1t=m1V1' t+m2v2t, m1X1=m1X1 +m2X2,由图不可知，需要验证： m1OP = m1OM+m2ON.故答案为：(1) C; (2) m1OP=m1OM + m2ON.(1)为了保证碰撞前后使入射小球的速度方向不变，故必

26、须使入射小球的质量大于被碰小球的质量；为了使两球发生正碰，两小球的半径相同.(2)根据动量守恒定律求出需要验证的表达式.本题是运用等效思维方法，平抛时间相等，用水平位移代替初速度， 这样将不便验证的方程变成容易验证.17 .【答案】守恒不守恒【解析】【分析】以小车和木块组成的系统为研究对象所受合外力为零，因此系统动量守恒，根据动量守恒列方程即可解答。应用动量守恒定律时要清楚研究的对象和守恒条件.把动量守恒和能量守恒结合起来列出等式求解是常见的问题，难度适中。【解答】AB、以小车和木块组成的系统为研究对象所受合外力为零，因此系统动量守恒，由于摩擦力的作用，m速度减小，M速度增大，m速度减小到最小

27、时，M速度达最大，最后 m、M以共同速度运动。有：mv= (m+M) v'解得： 由于系统内有摩擦热产生，故系统的动能不守恒;故填： 守恒不守恒18 .【答案】70m/s,方向向右100【解析】 解：（1）设导弹的总质量为 5m,以初速度vo的方向为正方向，爆炸后质量大的 一块质量为3m,速度V1=-30m/s,质量小的一块质量为 2m,速度设为V2.由动量守恒定律得：5mvo=3mv1+2mv2代入数据解得：V2=70m/s,方向向右.爆炸后两块分别向前、向后做平抛运动，下落到地面的时间为：t=s=1 s则两块落地的距离为：L=x+x2=|v1|t+v2t=100m故答案为：70m/s,方向向右.100.在爆炸过程中，外力远小于内力，认为系统的动量守恒，应用动量守恒定律求质量小的那块的速度；爆炸后两块弹片均做平抛运动，由平抛运动知识可以求两块落地点的距离.本题要抓住导弹在爆炸过程中系统动量守恒，爆炸后裂块做平抛运动， 应用