高中物理第16章动量守恒定律3动量守恒定律学业分层测评新人教选修3-5.pdf

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1、精品教案可编辑动量守恒定律(建议用时：45 分钟)学业达标 1如图 16-3-6所示，甲木块的质量为m1，以v的速度沿光滑水平地面向前运动，正前方有一静止的、质量为m2的乙木块，乙上连有一轻质弹簧甲木块与弹簧接触后()图 16-3-6A甲木块的动量守恒B乙木块的动量守恒C甲、乙两木块所组成系统的动量守恒D甲、乙两木块所组成系统的动能不守恒E甲、乙两木块及弹簧组成的系统机械能守恒【解析】根据动量守恒定律的条件，以甲、乙为一系统，系统的动量守恒，A、B 错误，C 正确；甲、乙的一部分动能转化为弹簧的弹性势能，甲、乙系统的动能不守恒，D、E正确【答案】CDE2如图16-3-7所示，在光滑的水平面上有

2、一静止的斜面，斜面光滑，现有一个小球从斜面顶点由静止释放，在小球下滑的过程中，以下说法正确的是()图 16-3-7A斜面和小球组成的系统动量守恒B斜面和小球组成的系统仅在水平方向上动量守恒C斜面向右运动D斜面静止不动精品教案可编辑E小球增加的动能小于小球减少的势能【解析】小球加速下滑，系统竖直方向上有向下的加速度，竖直方向合力不为零，故系统动量不守恒，但系统水平方向上合力为零，故系统水平方向上动量守恒，因小球下滑过程中水平方向的速度在增大，由动量守恒定律可得，斜面水平向右的速度也在增加，故B、C 正确由能量守恒知E正确【答案】BCE3如图 16-3-8所示，A、B两木块紧靠在一起且静止于光滑水

3、平面上，木块C以一定的初速度v0从A的左端开始向右滑行，最后停在B木块的右端，对此过程，下列叙述正确的是()图 16-3-8A当C在A上滑行时，A、C组成的系统动量守恒B当C在B上滑行时，B、C组成的系统动量守恒C无论C是在A上滑行还是在B上滑行，A、B、C三物块组成的系统动量都守恒D当C在B上滑行时，A、B、C组成的系统动量不守恒E当C在B上滑行时，A、B、C组成的系统动量守恒【解析】当C在A上滑行时，对A、C组成的系统，B对A的作用力为外力，不等于 0，故系统动量不守恒，选项A 错误；当C在B上滑行时，A、B已分离，对B、C组成的系统，沿水平方向不受外力作用，故系统动量守恒，选项B 正确；

4、若将A、B、C三木块视为一系统，则沿水平方向无外力作用，系统动量守恒，选项C、E 正确，选项D 错误【答案】BCE4如图 16-3-9所示，光滑圆槽的质量为M，静止在光滑的水平面上，其内表面有一小球被细线吊着恰位于槽的边缘处，如果将线烧断，则小球滑到另一边的最高点时，圆槽的速度是 _(填“向左”“向右”或“0”)精品教案可编辑图 16-3-9【解析】小球和圆槽组成的系统在水平方向不受外力，故系统在水平方向上的动量守恒(px0)细线被烧断瞬间，系统在水平方向的总动量为零又知小球到达最高点时，球与槽水平方向上有共同速度，设为v，由动量守恒定律有：0(Mm)v，所以v 0.【答案】05如图 16-3

5、-10所示，质量为M的盒子放在光滑的水平面上，盒子内表面不光滑，盒内放有一块质量为m的物体 从某一时刻起给m一个水平向右的初速度v0，那么在物块与盒子前后壁多次往复碰撞后物体的最终速度为_，方向向 _ 图 16-3-10【解析】因水平面光滑，物块与盒子组成的系统水平方向动量守恒，又因盒子内表面不光滑，物块与盒子最终一定速度相等，由动量守恒定律可得：mv0(Mm)v，故vmv0Mm，方向水平向右【答案】mv0Mm右6(2015天津高考)如图 16-3-11所示，在光滑水平面的左侧固定一竖直挡板，A球在水平面上静止放置，B球向左运动与A球发生正碰，B球碰撞前、后的速率之比为31，A球垂直撞向挡板，

6、碰后原速率返回两球刚好不发生第二次碰撞，A、B两球的质量之比为_，A、B两球碰撞前、后的总动能之比为_【导学号：66390008】图 16-3-11精品教案可编辑【解析】设碰前B球的速度为v0，A碰墙后以原速率返回恰好不发生第二次碰撞，说明A、B两球碰撞后速度大小相等、方向相反，即分别为13v0和13v0根据动量守恒定律，得mBv0mB13v0mA13v0解得mAmB41；A、B两球碰撞前、后的总动能之比为12mBv2012mA13v0212mB13v0295.【答案】41 957一个质量为2 kg 的装砂小车，沿光滑水平轨道运动，速度为3 m/s，一个质量为1 kg 的球从 0.2 m 高处

7、自由落下，恰落入小车的砂中，此后小车的速度是多少？【解析】小车、砂、球三者组成的系统在水平方向上动量守恒，故Mv(Mm)v解得：vMMmv22 1 3 m/s2 m/s.【答案】2 m/s能力提升 8如图 16-3-12所示，质量为0.5 kg 的小球在距离车底面高20 m 处以一定的初速度向左平抛，落在以 7.5 m/s速度沿光滑水平面向右匀速行驶的敞篷小车中，车底涂有一层油泥，车与油泥的总质量为4 kg，设小球落在车底前瞬间速度大小是25 m/s，则当小球与小车相对静止时，小车的速度大小为_m/s，方向向 _(g取 10 m/s2)【导学号：66390009】图 16-3-12精品教案可编

8、辑【解析】由平抛运动的知识可知：小球下落的时间t2hg2 2010s2 s，在竖直方向的速度vygt20 m/s，由运动的合成可得在水平方向的速度vx252202m/s 15 m/s，由于小球和小车组成的系统在水平方向上满足动量守恒，所以4 7.5 0.5 15(40.5)v，解得v 5 m/s，方向向右【答案】5 右9如图 16-3-13所示，一玩具小车携带若干质量为m的弹丸，车和弹丸的总质量为MMm201，在半径为R的水平光滑轨道上以速度v0做匀速圆周运动，若小车每转一周便沿运动方向相对地面以恒定速度vv0v15发射一颗弹丸，求小车发射第几颗弹丸时静止图 16-3-13【解析】由题意知，小

9、车每转一周，质量就减少m，设发射第一颗弹丸后小车的速度为v1(依次类推)，由沿切线方向动量守恒，可得：发射一颗弹丸时Mv0(Mm)v1mv发射两颗弹丸时(Mm)v1(M2m)v2mv解得v1Mv0mvMm，v2Mv02mvM2m递推可知，发射n颗弹丸时的速度vnMv0nmvMnm，令vn0 可得nMv0mv，将已知条件Mm201和v0v15代入上式可得nMv0mv 4.【答案】410 如图 16-3-14所示，在光滑水平面上有两个木块A、B，木块B左端放置小物块C精品教案可编辑并保持静止，已知mAmB0.2 kg，mC 0.1 kg，现木块A以初速度v2 m/s 沿水平方向向右滑动，木块A与B

10、相碰后具有共同速度(但不粘连)，C与A、B间均有摩擦求：(1)木块A与B相碰瞬间A木块及小物块C的速度大小；(2)设木块A足够长，求小物块C的最终速度【导学号：66390010】图 16-3-14【解析】(1)木块A与B相碰瞬间C的速度为0，A、B木块的速度相同，由动量守恒定律得mAv(mAmB)vA，vAv21 m/s.(2)C滑上A后，摩擦力使C加速，使A减速，直至A、C具有共同速度，以A、C整体为系统，由动量守恒定律得mAvA(mAmC)vC，vC23m/s，方向水平向右【答案】(1)1 m/s 0(2)23m/s 方向水平向右11 如图 16-3-15所示，甲车质量m120 kg，车上

11、有质量M50 kg的人，甲车(连同车上的人)以v3 m/s的速度向右滑行，此时质量m250 kg的乙车正以v01.8 m/s的速度迎面滑来，为了避免两车相撞，当两车相距适当距离时，人从甲车跳到乙车上，求人跳出甲车的水平速度(相对地面)应当在什么范围以内才能避免两车相撞？不计地面和小车的摩擦，且乙车足够长.【导学号：66390011】图 16-3-15【解析】人跳到乙车上后，如果两车同向，甲车的速度小于或等于乙车的速度就可以精品教案可编辑避免两车相撞以人、甲车、乙车组成的系统为研究对象由水平方向动量守恒得：(m1M)vm2v0(m1m2M)v，解得v 1 m/s以人与甲车为一系统，人跳离甲车过程水平方向动量守恒，得：(m1M)vm1v1Mu解得u3.8 m/s因此，只要人跳离甲车的速度u 3.8 m/s就可避免两车相撞【答案】大于等于3.8 m/s