高中物理動(dòng)量守恒定律練習(xí)題

1、一、系統(tǒng)、內(nèi)力和外力1系統(tǒng)：相互作用的兩個(gè)(或多個(gè))物體組成的一個(gè)整體。2內(nèi)力：系統(tǒng)內(nèi)部物體間的相互作用力。3外力：系統(tǒng)以外的物體對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的物體的作用力。說明1系統(tǒng)是由相互作用、相互關(guān)聯(lián)的多個(gè)物體組成的整體。2組成系統(tǒng)的各物體之間的力是內(nèi)力，將系統(tǒng)看作一個(gè)整體，系統(tǒng)之外的物體對(duì)這個(gè)整體的作用力是外力。填一填如圖，公路上有三輛車發(fā)生了追尾事故，如果把前面兩輛車看作一個(gè)系統(tǒng)，則前面兩輛車之間的撞擊力是_，最后一輛車對(duì)前面兩輛車的撞擊力是_(均填“內(nèi)力”或“外力”)。答案：內(nèi)力外力二、動(dòng)量守恒定律1內(nèi)容：如果一個(gè)系統(tǒng)不受外力，或者所受外力的矢量和為0，這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。2表達(dá)式：對(duì)兩個(gè)物體

2、組成的系統(tǒng)，常寫成：p1p2或m1v1m2v2。3適用條件：系統(tǒng)不受外力或者所受外力的矢量和為0。4動(dòng)量守恒定律的普適性動(dòng)量守恒定律是一個(gè)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，它適用于目前為止物理學(xué)研究的一切領(lǐng)域。注意1系統(tǒng)動(dòng)量是否守恒要看研究的系統(tǒng)是否受外力的作用。2動(dòng)量守恒是系統(tǒng)內(nèi)各物體動(dòng)量的矢量和保持不變，而不是系統(tǒng)內(nèi)各物體的動(dòng)量不變。判一判1一個(gè)系統(tǒng)初、末狀態(tài)動(dòng)量大小相等，即動(dòng)量守恒()2兩個(gè)做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體發(fā)生碰撞，兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒()3系統(tǒng)動(dòng)量守恒也就是系統(tǒng)的動(dòng)量變化量為零()1.對(duì)動(dòng)量守恒定律條件的理解(1)系統(tǒng)不受外力作用，這是一種理想化的情形，如宇宙中兩星球的碰撞，微觀粒子間的碰撞都

3、可視為這種情形。(2)系統(tǒng)受外力作用，但所受合外力為零。像光滑水平面上兩物體的碰撞就是這種情形。(3)系統(tǒng)受外力作用，但當(dāng)系統(tǒng)所受的外力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于系統(tǒng)內(nèi)各物體間的內(nèi)力時(shí)，系統(tǒng)的總動(dòng)量近似守恒。例如，拋出去的手榴彈在空中爆炸的瞬間，彈片所受火藥爆炸時(shí)的內(nèi)力遠(yuǎn)大于其重力，重力可以忽略不計(jì)，系統(tǒng)的動(dòng)量近似守恒。(4)系統(tǒng)受外力作用，所受的合外力不為零，但在某一方向上合外力為零，則系統(tǒng)在該方向上動(dòng)量守恒。2關(guān)于內(nèi)力和外力的兩點(diǎn)提醒(1)系統(tǒng)內(nèi)物體間的相互作用力稱為內(nèi)力，內(nèi)力會(huì)改變系統(tǒng)內(nèi)單個(gè)物體的動(dòng)量，但不會(huì)改變系統(tǒng)的總動(dòng)量。(2)系統(tǒng)的動(dòng)量是否守恒，與系統(tǒng)的選取有關(guān)。分析問題時(shí)，要注意分清研究的系統(tǒng)，系

4、統(tǒng)的內(nèi)力和外力，這是正確判斷系統(tǒng)動(dòng)量是否守恒的關(guān)鍵。典型例題例1.多選如圖所示，光滑水平面上兩小車中間夾一壓縮了的輕彈簧，兩手分別按住小車，使它們靜止，對(duì)兩車及彈簧組成的系統(tǒng)，下列說法中正確的是()A兩手同時(shí)放開后，系統(tǒng)總動(dòng)量始終為零B先放開左手，后放開右手，此后動(dòng)量不守恒C先放開左手，后放開右手，總動(dòng)量向左D無論是否同時(shí)放手，只要兩手都放開后，在彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)的過程中，系統(tǒng)總動(dòng)量都保持不變，但系統(tǒng)的總動(dòng)量不一定為零解析當(dāng)兩手同時(shí)放開時(shí)，系統(tǒng)的合外力為零，所以系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，又因?yàn)殚_始時(shí)總動(dòng)量為零，故系統(tǒng)總動(dòng)量始終為零，A正確；先放開左手，左邊的小車就向左運(yùn)動(dòng)，當(dāng)再放開右手后，系統(tǒng)所受合外力為零

5、，故系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，則放開左手時(shí)總動(dòng)量方向向左，放開右手后總動(dòng)量方向也向左，故B錯(cuò)誤，C、D正確。答案ACD點(diǎn)評(píng)1兩手都放開后，系統(tǒng)在水平方向上不受外力，合外力為零，系統(tǒng)動(dòng)量守恒。2只放開左手，系統(tǒng)在水平方向上受到右手向左的作用力、合外力不為零，系統(tǒng)動(dòng)量不守恒。1多選如圖所示，A、B為兩質(zhì)量相等的物體，原來靜止在平板小車C上，A和B間夾一被壓縮了的輕彈簧。A、B與平板車上表面動(dòng)摩擦因數(shù)之比為32，地面光滑。當(dāng)彈簧突然釋放后，A、B相對(duì)C滑動(dòng)的過程中以下說法中正確的是()AA、B系統(tǒng)動(dòng)量守恒BA、B、C系統(tǒng)動(dòng)量守恒C小車向左運(yùn)動(dòng)D小車向右運(yùn)動(dòng)解析：選BC彈簧釋放后伸長(zhǎng)時(shí)，A受摩擦力FfAAmg向

6、右，B受摩擦力FfBBmg向左，AB，則FfAFfB，故A、B受的合力向右，由牛頓第三定律可知：小車受的摩擦力向左，故小車向左運(yùn)動(dòng)，C正確，D錯(cuò)誤；由于A、B、C組成的系統(tǒng)合外力為0，故總動(dòng)量守恒，且一直為0，A錯(cuò)誤，B正確。1.動(dòng)量守恒定律不同表現(xiàn)形式的表達(dá)式的含義(1)pp：系統(tǒng)相互作用前的總動(dòng)量p等于相互作用后的總動(dòng)量p。(2)p1p2：相互作用的兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)，一個(gè)物體的動(dòng)量變化量與另一個(gè)物體的動(dòng)量變化量大小相等、方向相反。(3)p0：系統(tǒng)總動(dòng)量增量為零。(4)m1v1m2v2m1v1m2v2：相互作用的兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)，作用前的動(dòng)量和等于作用后的動(dòng)量和。2應(yīng)用動(dòng)量守恒定律的解題

7、步驟典型例題例2.如圖所示，光滑水平軌道上放置長(zhǎng)木板A(上表面粗糙)和滑塊C，滑塊B置于A的左端，三者質(zhì)量分別為mA2 kg、mB1 kg、mC2 kg。開始時(shí)C靜止，A、B一起以v05 m/s的速度勻速向右運(yùn)動(dòng)，A與C發(fā)生碰撞(時(shí)間極短)后C向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間，A、B再次達(dá)到共同速度一起向右運(yùn)動(dòng)，且恰好不再與C碰撞。求A與C發(fā)生碰撞后瞬間A的速度大小。解析長(zhǎng)木板A與滑塊C處于光滑水平面上，兩滑塊碰撞時(shí)間極短，碰撞過程中滑塊B與長(zhǎng)木板A間的摩擦力可以忽略不計(jì)，設(shè)碰后瞬間A、C的速度分別為vA、vC，長(zhǎng)木板A與滑塊C組成的系統(tǒng)在碰撞過程中動(dòng)量守恒，則mAv0mAvAmCvCA、C碰撞后，對(duì)于

8、長(zhǎng)木板A與滑塊B組成的系統(tǒng)，在兩者達(dá)到共同速度v之前系統(tǒng)所受合力為零，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，則mAvAmBv0(mAmB)v長(zhǎng)木板A和滑塊B達(dá)到共同速度后，恰好不再與滑塊C碰撞，則最后三者速度相等，即vCv解得vA2 m/s答案2 m/s點(diǎn)評(píng)處理動(dòng)量守恒問題的一般思路1選取合適的系統(tǒng)為研究對(duì)象，判斷題目涉及的物理過程是否滿足動(dòng)量守恒的條件。2確定物理過程及其系統(tǒng)內(nèi)物體對(duì)應(yīng)的初、末狀態(tài)的動(dòng)量。3確定正方向，選取恰當(dāng)?shù)膭?dòng)量守恒的表達(dá)式列式求解。即時(shí)鞏固2多選(2016佛山高二檢測(cè))兩位同學(xué)穿旱冰鞋，面對(duì)面站立不動(dòng)，互推后向相反的方向運(yùn)動(dòng)，不計(jì)摩擦阻力，下列判斷正確的是()A互推后兩位同學(xué)總動(dòng)量增加B互推后

9、兩位同學(xué)動(dòng)量大小相等，方向相反C分離時(shí)質(zhì)量大的同學(xué)的速度大一些D分離時(shí)質(zhì)量大的同學(xué)的速度小一些解析：選BD互推后兩位同學(xué)動(dòng)量大小相等，方向相反，并且兩位同學(xué)的總動(dòng)量為0，故A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)動(dòng)量守恒定律有：0m1v1m2v2，則分離時(shí)質(zhì)量大的同學(xué)的速度小一些，故C錯(cuò)誤，D正確。1關(guān)于動(dòng)量守恒的條件，下面說法正確的是()A只要系統(tǒng)內(nèi)有摩擦力，動(dòng)量就不可能守恒B只要系統(tǒng)所受合外力為零，系統(tǒng)動(dòng)量就一定守恒C只要系統(tǒng)中的各個(gè)物體有加速度，動(dòng)量就一定不守恒D只要系統(tǒng)合外力不為零，則系統(tǒng)在任何方向上動(dòng)量都不可能守恒解析：選B系統(tǒng)動(dòng)量守恒的條件是系統(tǒng)所受合外力為零，故A錯(cuò)誤，B正確；對(duì)于所受合外力為零的系

10、統(tǒng)，系統(tǒng)中的某個(gè)物體所受合外力可以不為零，可以有加速度，故C錯(cuò)誤；若系統(tǒng)合外力不為零，但在某一方向上合外力為零，則系統(tǒng)在這一方向上動(dòng)量守恒，D錯(cuò)誤。2(2016秦皇島高二檢測(cè))如圖所示，在光滑水平面上，用等大異向的F1、F2分別同時(shí)作用于A、B兩個(gè)靜止的物體上，已知mAp卡，1 500203 000v，解得v10 m/s，A正確。二、非選擇題6一人站在靜止于冰面的小車上，人與小車的總質(zhì)量M70 kg，當(dāng)他接到一個(gè)質(zhì)量m20 kg、以初速度v05 m/s迎面滑來的木箱后，立即以相對(duì)于自己v5 m/s的速度逆著木箱原來滑行的方向推出木箱，不計(jì)冰面阻力。則小車獲得的速度是多大？方向如何？解析：設(shè)人推

11、出木箱后小車的速度為v，此時(shí)木箱相對(duì)地面的速度為(vv)，由動(dòng)量守恒定律得mv0Mvm(vv)v m/s2.2 m/s。與木箱的初速度v0方向相同。答案：2.2 m/s方向與木箱的初速度v0相同提能練一、選擇題1質(zhì)量相等的三個(gè)小球a、b、c，在光滑的水平面上以相同的速率運(yùn)動(dòng)，它們分別與原來靜止的A、B、C三球發(fā)生碰撞，碰撞后a繼續(xù)沿原方向運(yùn)動(dòng)，b靜止，c沿反方向彈回，則碰撞后A、B、C三球中動(dòng)量數(shù)值最大的是()AA球 BB球 CC球 D不能確定解析：選C在三個(gè)小球發(fā)生碰撞的過程中，系統(tǒng)動(dòng)量都是守恒的，根據(jù)動(dòng)量守恒關(guān)系式mv0mvMv，整理可得Mvmv0mv，取初速度方向?yàn)檎较?，可得出C球的動(dòng)

12、量數(shù)值是最大的，C正確。2如圖所示，光滑半圓槽質(zhì)量為M，靜止在光滑的水平面上，其內(nèi)表面有一小球(質(zhì)量為m)被細(xì)線吊著恰位于槽的邊緣處，若將線燒斷，小球滑到另一邊的最高點(diǎn)時(shí)，半圓槽的速度為()A0 B向左C向右 D不能確定解析：選A把小球m和半圓槽M作為一個(gè)系統(tǒng)，因水平面光滑，故系統(tǒng)水平方向不受外力，水平方向動(dòng)量守恒，當(dāng)小球滑到另一邊的最高點(diǎn)時(shí)，小球和半圓槽的速度都為零，故A正確。3(2016煙臺(tái)高二檢測(cè))如圖所示，質(zhì)量為M的小車靜止在光滑的水平地面上，小車上有n個(gè)質(zhì)量為m的小球，現(xiàn)用兩種方式將小球相對(duì)于地面以恒定速度v向右水平拋出，第一種方式是將n個(gè)小球一起拋出；第二種方式是將小球一個(gè)接一個(gè)地

13、拋出，比較這兩種方式拋完小球后小車的最終速度()A第一種較大 B第二種較大C兩種一樣大 D不能確定解析：選C拋球的過程動(dòng)量守恒，第一種方式全部拋出，取向右為正方向，0nmvMv，得v；第二種方式是將小球一個(gè)接一個(gè)地拋出，每拋出一個(gè)小球列動(dòng)量守恒方程，由數(shù)學(xué)歸納的思想可得v，C正確。4如圖所示，兩輛質(zhì)量相同的小車置于光滑的水平面上，有一個(gè)人靜止站在A車上，兩車靜止，若這個(gè)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車的速率解析：選B兩車和人組成的系統(tǒng)位于光滑的水平面上，因而該系統(tǒng)動(dòng)量守恒，設(shè)人的質(zhì)量為m1，車的質(zhì)量為m2，

14、A、B車的速率分別為v1、v2，則由動(dòng)量守恒定律得(m1m2)v1m2v20，所以，有v1v2，1，故v1v2，所以B正確。5如圖所示，光滑水平面上的木板右端，有一根輕質(zhì)彈簧沿水平方向與木板相連，木板質(zhì)量M3.0 kg，質(zhì)量m1.0 kg 的鐵塊以水平速度v04.0 m/s，從木板的左端沿板面向右滑行，壓縮彈簧后又被彈回，最后恰好停在木板的左端，則在上述過程中彈簧具有的最大彈性勢(shì)能為()A4.0 J B6.0 J C3.0 J D20 J解析：選C設(shè)鐵塊與木板速度相同時(shí)，共同速度大小為v，鐵塊相對(duì)木板向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，相對(duì)滑行的最大路程為L(zhǎng)，所受摩擦力大小為Ff，根據(jù)能量守恒定律得，鐵塊相對(duì)于木板向右運(yùn)動(dòng)到最大路程時(shí)。mvFfL(Mm)v2Ep，鐵塊相對(duì)于木板運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程，mv2FfL(Mm)v2，又根據(jù)系統(tǒng)動(dòng)量守恒可知，mv0(Mm)v，聯(lián)立解得Ep3.0 J，C正確。二、非選擇題6光滑水平軌道上有三