1.3.1 动量守恒的条件及简单应用 课时作业 -2022-2023学年高一下学期物理人教版2019选择性必修第一册（含解析）

人教版高中物理选择性必修第一册课时作业第三节第1课时动量守恒的条件及简单应用一、单项选择题1、如图所示，小车与木箱紧挨着静放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，关于上述过程，下列说法正确的是()A．男孩和木箱组成的系统动量守恒B．小车与木箱组成的系统动量守恒C．男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒D．木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同2、一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A并留在其中，木块A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，如图所示。则在子弹射入木块A及弹簧被压缩的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统，下列说法正确的是()A．动量守恒，机械能守恒B．动量不守恒，机械能守恒C．动量守恒，机械能不守恒D．无法判定动量、机械能是否守恒3、下列情形中,满足动量守恒条件的是 ()A.用铁锤打击放在铁砧上的铁块,打击过程中,铁锤和铁块的总动量B.子弹水平穿过放在光滑桌面上的木块的过程中,子弹和木块的总动量C.子弹水平穿过墙壁的过程中,子弹和墙壁的总动量D.棒击垒球的过程中,棒和垒球的总动量4、在下列几种现象中，所选系统动量守恒的有()A．原来静止在光滑水平面上的车，从水平方向跳上一个人，人车为一个系统B．运动员将铅球从肩窝开始加速推出，以运动员和铅球为一个系统C．从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢中，以重物和车厢为一个系统D．光滑水平面上放一斜面，斜面也光滑，一个物体沿斜面滑下，以重物和斜面为一个系统5、下列四幅图所反映的物理过程中,系统动量守恒的是 ()A.只有甲、乙正确B.只有丙、丁正确C.只有甲、丙正确D.只有乙、丁正确6、如图所示，两木块A、B用轻质弹簧连在一起，置于光滑的水平面上．一颗子弹水平射入木块A，并留在其中．在子弹打中木块A及弹簧被压缩的整个过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是()A．动量守恒、机械能守恒B．动量守恒、机械能不守恒C．动量不守恒、机械能守恒D．动量、机械能都不守恒7、静止在水平地面上的平板车，当一人在车上行走时，下列说法正确的是()A．只有当地面光滑时，人和车组成的系统的动量才守恒B．无论地面是否光滑，人和车组成的系统的动量都守恒C．只有当车的表面光滑时，人和车组成的系统的动量才守恒D．无论车的表面是否光滑，人和车组成的系统的动量都守恒8、如图所示,木块A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起置于光滑水平面上处于静止状态,现有一颗子弹水平射入木块A并留在其中,则在子弹打中木块A及弹簧被压缩的过程中,子弹、两木块和弹簧组成的系统(弹簧始终处于弹性限度内)()A.动量守恒B.动量不守恒C.机械能守恒D.总能量不守恒二、多项选择题9、关于动量守恒的条件，下面说法正确的是()A．只要系统内有摩擦力，动量就不可能守恒B．只要系统所受合外力为零，系统动量就守恒C．系统加速度为零，系统动量一定守恒D．只要系统所受合外力不为零，则系统在任何方向上动量都不可能守恒10、如图所示，光滑水平面上静止着一辆质量为M的小车，小车上有一光滑的、半径为R的eq\f(1,4)圆弧轨道。现有一质量为m的光滑小球从轨道的上端由静止开始释放，下列说法中正确的是()A．小球下滑过程中，小车和小球组成的系统总动量守恒B．小球下滑过程中，小车和小球组成的系统总动量不守恒C．小球下滑过程中，小车和小球组成的系统在水平方向上动量守恒D．小球下滑过程中，小车和小球组成的系统机械能守恒11、如图所示,小车放在光滑地面上,小车与人的接触面粗糙。A、B两人站在车的两端,这两人同时开始相向行走,发现车向左运动,小车运动的原因可能是 ()A.A、B质量相等,但A比B的速率大B.A、B质量相等,但A比B的速率小C.A、B速率相等,但A比B的质量大D.A、B速率相等,但A比B的质量小12、汽车拉着拖车在平直公路上匀速行驶,突然拖车与汽车脱钩,而汽车的牵引力不变,各自受的阻力不变,则脱钩后,在拖车停止运动前()A.汽车和拖车的总动量不变B.汽车和拖车的总动能不变C.汽车和拖车的总动量增加D.汽车和拖车的总动能增加13、在光滑水平面上A、B两小车中间有一轻弹簧(弹簧不与小车相连),如图所示,用手抓住小车并将弹簧压缩后使小车处于静止状态,将小车及弹簧看成一个系统,则 ()A.两手同时放开后,系统总动量始终为零B.先放开左手,再放开右手后,系统动量不守恒C.先放开左手,再放开右手后,系统动量守恒D.无论何时放手,两手放开后,系统总动量都保持不变14、在光滑的水平面上,一个质量为2kg的物体A与另一物体B发生共线碰撞,碰撞时间不计,两物体的位置随时间变化规律如图所示,以A物体碰前速度方向为正方向,则 ()A.碰撞后A的动量为6kg·m/sB.碰撞后A的动量为2kg·m/sC.物体B的质量为2kgD.碰撞过程中合外力对B的冲量为6N·s三、非选择题15、将两条完全相同的磁铁(磁性极强)分别固定在质量相等的小车上，水平面光滑。开始时甲车速度大小为3m/s，乙车速度大小为2m/s，方向相反并在同一直线上，如图所示。(1)当乙车速度为零时(即乙车开始反向运动时)，甲车的速度多大？方向如何？(2)由于磁性极强，故两车不会相碰，那么两车的距离最小时，乙车的速度是多大？方向如何？16、如图所示,质量为M的滑块静止在光滑的水平桌面上,滑块的光滑弧面底部与桌面相切,一个质量为m的小球以速度v0向滑块滚来,小球不能越过滑块,求小球到达最高点时,小球和滑块的速度大小。17、质量为1000kg的轿车与质量为4000kg的货车迎面相撞，碰撞后两车绞在一起，并沿货车行驶方向运动一段路程后停止(如图所示)。从事故现场测出，两车相撞前，货车的行驶速度为54km/h，撞后两车的共同速度为18km/h。该段公路对轿车的限速为100km/h，试判断轿车是否超速行驶。18、如图所示,小明站在静止于光滑水平面上的小车上用力向右推静止的木箱,木箱最终以速度v向右匀速运动。已知木箱的质量为m,人与车的总质量为2m,木箱运动一段时间后与竖直墙壁发生无机械能损失的碰撞,反弹回来后被小明接住。求:(1)推出木箱后小明和小车一起运动的速度v1的大小;(2)小明接住木箱后三者一起运动的速度v2的大小。答案与解析1、C解析：由动量守恒定律成立的条件可知男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒，选项A、B错误，C正确；木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小相等，方向相反，选项D错误。2、C解析：动量守恒的条件是系统不受外力或所受外力的合力为零，本题中子弹、两木块、弹簧组成的系统，水平方向上不受外力，竖直方向上所受外力的合力为零，所以动量守恒。机械能守恒的条件是除重力、弹力对系统做功外，其他力对系统不做功，本题中子弹射入木块过程中克服摩擦力做功，有部分机械能转化为内能(发热)，所以系统的机械能不守恒，故C正确，A、B、D错误。3、BA中竖直方向上的外力不为零,C中墙壁受地面的作用力,D中棒受人手的作用力,均不符合动量守恒的条件。故选B。4、A解析：人与车组成的系统在水平方向受到的合外力为0，水平方向的动量守恒，故A正确；运动员与铅球组成的系统，初动量为零，末动量不为零，故B错误；重物和车厢为一系统的末动量为零而初动量不为零，故C错误；该选项中，在物体沿斜面下滑时，向下的动量增大，故D错误．5、C在光滑水平面上,子弹射入木块的过程中,系统所受外力之和为零,系统动量守恒,甲符合题意;剪断细线,弹簧恢复原长的过程中,墙壁对滑块M有作用力,系统所受外力之和不为零,系统动量不守恒,乙不符合题意;细线断裂前后木球与铁球组成的系统所受合力均为零,系统动量守恒,丙符合题意;木块下滑过程中,斜面始终受挡板的作用力,系统动量不守恒,丁不符合题意。故选C。6、B解析：子弹击中木块A及弹簧被压缩的整个过程，系统在水平方向不受外力作用，系统动量守恒，但是子弹击中木块A的过程，有摩擦力做功，部分机械能转化为内能，所以机械能不守恒，B正确，A、C、D错误．7、A解析：只有当地面光滑时，人和车组成的系统受到的外力之和才为零，系统的动量才守恒，故A正确；如果地面不光滑，则人和车组成的系统受到的合外力不为零，则系统动量不守恒，故B错误；车的表面是否光滑只影响内力，不影响外力，无论车的表面是否光滑，若地面光滑，系统的动量守恒．若地面不光滑，则系统的动量不守恒，故C、D错误．8、A子弹打中木块A及弹簧被压缩的过程中,系统所受的合外力为零,则系统的动量守恒,故A正确,B错误;该过程中除弹簧弹力做功外还有摩擦力做功,系统的机械能不守恒,且系统损失的动能转化为内能和弹簧的弹性势能,系统的总能量守恒,故C、D均错误。故选A。9、BC解析：动量守恒的条件是系统所受合外力为零，与系统内有无摩擦力无关，选项A错误，B正确；系统加速度为零时，根据牛顿第二定律可得系统所受合外力为零，所以此时系统动量守恒，选项C正确；系统合外力不为零时，在某方向上合外力可能为零，此时在该方向上系统动量守恒，选项D错误。10、BCD解析：小车和小球在水平方向上的合力为零，此方向上动量守恒，总的合力不为零，所以总的动量不守恒；小球下滑过程中除重力和系统内弹力以外的力不做功，小车和小球组成的系统机械能守恒，选项B、C、D正确，A错误。11、ACA、B两人与车组成的系统动量守恒,开始时系统动量为零,两人相向运动时,车向左运动,车的动量向左,由动量守恒定律可知,A、B两人的动量之和向右,则A的动量大于B的动量。如果A、B的质量相等,则A的速率大于B的速率,故A正确,B错误;如果A、B速率相等,则A的质量大于B的质量,故C正确,D错误。故选A、C。12、AD在拖车停止运动前系统(汽车和拖车)所受的合外力为零,动量守恒,故A正确,C错误;设拖车与汽车所受的阻力大小分别为f1和f2,经过相同的时间,它们的位移分别为s1和s2,系统总动能的增量为各力做功之和,开始时汽车和拖车做匀速直线运动,F=f1+f2,拖车脱钩后汽车做加速运动,拖车做减速运动,s2>s1,ΔEk=(F-f2)s2-f1s1=f1(s2-s1)>0,即系统的总动能增加,故D正确,B错误。故选A、D。13、ACD若两手同时放开,系统所受合外力为零,系统动量守恒,由于系统初动量为零,则系统总动量始终为零,故A正确;无论何时放手,两手放开后,系统所受合外力为零,系统动量守恒,如果不同时放手,系统总动量守恒且不为零,故B错误,C、D正确。故选A、C、D。14、BD由题图可知,碰撞前A的速度为v0=164m/s=4m/s,碰撞后A、B共同的速度为v=24-1612-4m/s=1m/s,则碰撞后A的动量为pA=mAv=2kg×1m/s=2kg·m/s,故A错误,B正确;A、B碰撞过程中,由动量守恒定律可得mAv0=(mA+mB)v,解得mB=6kg,故C错误;对B,由动量定理可得IB=mBv-0=6kg·1m/s=6N·s,故D正确。故选B、15、解析：两个小车及磁铁组成的系统在水平方向不受外力作用，系统水平方向动量守恒。设向右为正方向。(1)据动量守恒知mv甲－mv乙＝mv甲′代入数据解得v甲′＝v甲－v乙＝(3－2)m/s＝1m/s，方向向右。(2)两车相距最小时，两车速度相同，设为v′，由动量守恒知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方向向右(2)0.5m/s方向向右16、答案：m解析：小球沿滑块上滑的过程中,对小球和滑块组成的系统,水平方向不受外力,因而该系统在水平方向上动量守恒,小球到达最高点时和滑块具有相同的对地速度v(若速度不相同,必然相对滑块运动,此时一定不是最高点),由水平方向动量守恒得mv0=(M+m)v,所以v=mv17、答案：轿车超速行驶解析：碰撞中两车间的相互作用力很大，可忽略两车受到的其他作用力，近似认为两车在碰撞过程中动量守恒。设轿车质量为m1，货车质量为m2；碰撞前轿车速度为v1，货车速度为v2；碰撞后两车的共同速度为v′。选轿车碰撞前的速度方向为正方向。碰撞前系统的总