2022年高考物理總復習 配餐作業(yè)19 動量守恒定律及應(yīng)用

2022年高考物理總復習 配餐作業(yè)19 動量守恒定律及應(yīng)用1.(xx·南京模擬)兩球在水平面上相向運動，發(fā)生正碰后都變?yōu)殪o止。可以肯定的是，碰前兩球的()A質(zhì)量相等B動能相等C動量大小相等 D速度大小相等解析兩小球組成的系統(tǒng)碰撞過程中滿足動量守恒，兩球在水平面上相向運動，發(fā)生正碰后都變?yōu)殪o止，故根據(jù)動量守恒定律可以斷定碰前兩球的動量大小相等、方向相反，C正確。答案C2如圖，兩滑塊A、B在光滑水平面上沿同一直線相向運動，滑塊A的質(zhì)量為m，速度大小為2v0，方向向右，滑塊B的質(zhì)量為2m，速度大小為v0，方向向左，兩滑塊發(fā)生彈性碰撞后的運動狀態(tài)是()AA和B都向左運動BA和B都向右運動CA靜止，B向右運動DA向左運動，B向右運動解析選向右的方向為正方向，根據(jù)動量守恒定律得：2mv02mv0mvA2mvB0，選項A、B、C都不滿足此式，只有選項D滿足此式，所以D項正確。答案D3(xx·泉州檢測)有一個質(zhì)量為3m的爆竹斜向上拋出，到達最高點時速度大小為v0、方向水平向東，在最高點爆炸成質(zhì)量不等的兩塊，其中一塊質(zhì)量為2m，速度大小為v，方向水平向東，則另一塊的速度是()A3v0v B2v03vC3v02v D2v0v解析在最高點水平方向動量守恒，由動量守恒定律可知，3mv02mvmv，可得另一塊的速度為v3v02v，對比各選項可知，答案選C。答案C4在光滑水平面上，一質(zhì)量為m、速度大小為v的A球與質(zhì)量為2m靜止的B球碰撞后，A球的速度方向與碰撞前相反。則碰撞后B球的速度大小可能是()A0.6v B0.4vC0.3v D0.2v解析設(shè)碰后A球的速度大小為vA，B球的速度大小為vB，以碰前A球的速度方向為正方向，由碰撞過程中動量守恒可得mv2mvBmvA，因vA>0，則vB>0.5v，根據(jù)總動能不增加原則寫出能量關(guān)系式：mv2×2mvmv，且vA0，可得×2mvmv2，解得vBv，故只有A項正確。答案A5(xx·運城模擬)如圖所示，在光滑的水平面上有一物體M，物體上有一光滑的半圓弧軌道，最低點為C，兩端A、B一樣高?，F(xiàn)讓小滑塊m從A點靜止下滑，則()Am不能到達小車上的B點Bm從A到C的過程中M向左運動，m從C到B的過程中M向右運動Cm從A到B的過程中小車一直向左運動，m到達B的瞬間，M速度為零DM與m組成的系統(tǒng)機械能守恒，動量守恒解析M和m組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒，機械能守恒所以m恰能達到小車上的B點，到達B點時小車與滑塊的速度都是0，故A錯誤；M和m組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒，m從A到C的過程中以及m從C到B的過程中m一直向右運動，所以M一直向左運動，m到達B的瞬間，M與m速度都為零，故B錯誤，C正確；小滑塊m從A點靜止下滑，物體M與滑塊m組成的系統(tǒng)水平方向所受合力為零，系統(tǒng)水平方向動量守恒，豎直方向有加速度，合力不為零，所以系統(tǒng)動量不守恒，M和m組成的系統(tǒng)機械能守恒，故D錯誤。答案C6一彈丸在飛行到距離地面5 m高時僅有水平速度v2 m/s，爆炸成為甲、乙兩塊水平飛出，甲、乙的質(zhì)量比為31。不計質(zhì)量損失，取重力加速度g10 m/s2，則下列圖中兩塊彈片飛行的軌跡可能正確的是()解析彈丸爆炸過程遵守動量守恒，若爆炸后甲、乙同向飛出，則有mvmv甲mv乙；若爆炸后甲、乙反向飛出，則有mvmv甲mv乙；或mvmv甲mv乙；爆炸后甲、乙從同一高度做平拋運動，由選項A中圖可知，爆炸后甲、乙向相反方向飛出，下落時間t s1 s，速度分別為v甲 m/s2.5 m/s，v乙 m/s0.5 m/s，代入式不成立，A項錯誤；同理，可求出選項B、C、D中甲、乙的速度，分別代入式、式、式可知，只有B項正確。答案B7(xx·蘇州模擬)A、B兩球之間壓縮一根輕彈簧，靜置于光滑水平桌面上，已知A、B兩球質(zhì)量分別為2m和m。當用板擋住A球而只釋放B球時，B球被彈出落于距桌邊距離為x的水平地面上，如圖所示。若用同樣的程度壓縮彈簧，取走A左邊的擋板，將A、B同時釋放，則B球的落地點距離桌邊距離為()A. B.xCx D.x解析當用板擋住小球A而只釋放B球時，根據(jù)能量守恒有：Epmv，根據(jù)平拋運動規(guī)律有：xv0t。當用同樣的程度壓縮彈簧，取走A左邊的擋板，將A、B同時釋放，設(shè)A、B的速度分別為vA和vB，則根據(jù)動量守恒和能量守恒有：2mvAmvB0，Ep×2mvmv，解得vBv0，B球的落地點距桌邊距離為xvBtx，D選項正確。答案D8(多選)質(zhì)量為M、內(nèi)壁間距為L的箱子靜止于光滑的水平面上，箱子中間有一質(zhì)量為m的小物塊，小物塊與箱子底板間的動摩擦因數(shù)為。初始時小物塊停在箱子的正中間，如圖所示?，F(xiàn)給小物塊一水平向右的初速度v，小物塊與箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中間，并與箱子保持相對靜止。設(shè)碰撞都是彈性的，在整個過程中，系統(tǒng)損失的動能為()A.mv2 B.v2C.NmgL DNmgL解析由于水平面光滑，箱子和小物塊組成的系統(tǒng)動量守恒，二者經(jīng)多次碰撞后，保持相對靜止，易判斷兩物體最終速度相等設(shè)為u，由動量守恒定律得mv(mM)u，系統(tǒng)損失的動能為mv2(mM)u2v2，B正確；系統(tǒng)損失的動能等于克服摩擦力做的功，即EkWfNmgL，D正確。答案BDB組·能力提升題9(xx·山西模擬)一個人在地面上立定跳遠最好成績是s。假設(shè)他站在靜止于地面的小車的A端(車與地面的摩擦不計)，如圖所示，他欲從A端跳上L遠處的站臺上，則()A只要Ls，他一定能跳上站臺B只要Ls，他有可能跳上站臺C只要Ls，他一定能跳上站臺D只要Ls，他有可能跳上站臺解析當人往站臺上跳的時候，人有一個向站臺的速度，由于動量守恒，車子必然有一個離開站臺的速度，這樣的話，人相對于地面的速度小于之前的初速度，所以Ls或L>s，人就一定跳不到站臺上了，L<s，人才有可能跳上站臺，故A、C、D錯誤，B正確。答案B10(xx·運城模擬)某同學質(zhì)量為60 kg，在軍事訓練中要求他從岸上以大小為2 m/s的速度跳到一條向他緩緩飄來的小船上，然后去執(zhí)行任務(wù)，小船的質(zhì)量是140 kg，原來的速度大小是0.5 m/s，該同學上船后又跑了幾步，最終停在船上。(忽略水的阻力)則()A人和小船最終靜止在水面上B該過程同學的動量變化量為105 kg·m/sC船最終的速度是0.95 m/sD船的動量變化量是70 kg·m/s解析由題意，水的阻力忽略不計，該同學跳上小船后與小船達到同一速度的過程，人和船組成的系統(tǒng)合外力為零，系統(tǒng)的動量守恒，則由動量守恒定律得：m人v人m船v船(m人m船)v，代入數(shù)據(jù)解得：v0.25 m/s，方向與人的速度方向相同，故A錯誤，C錯誤；人的動量的變化p為：pm人vm人v人60×(0.252)kg·m/s105 kg·m/s，負號表示方向與選擇的正方向相反，故B正確；船的動量變化量為：pm船vm船v船140×kg·m/s105kg·m/s，故D錯誤。答案B11在光滑的水平面上，有a、b兩球，其質(zhì)量分別為ma、mb，兩球在t0時刻發(fā)生正碰，并且在碰撞過程中無機械能損失，兩球在碰撞前后的速度圖象如圖所示，下列關(guān)系正確的是()AmambBmambCmamb D無法判斷解析由題圖可知b球碰前靜止，取a球碰前速度方向為正方向，設(shè)a球碰前速度為v0，碰后速度為v1，b球碰后速度為v2，兩球碰撞過程中動量守恒，機械能守恒，則mav0mav1mbv2mavmavmbv聯(lián)立得：v1v0，v2v0由a球碰撞前后速度方向相反，可知v10，即mamb，故B正確。答案B12如圖所示，光滑水平面上有一質(zhì)量為m1 kg的小車，小車右端固定一水平輕質(zhì)彈簧，彈簧左端連接一質(zhì)量為m01 kg的物塊，物塊與上表面光滑的小車一起以v06 m/s的速度向右勻速運動，與靜止在光滑水平面上、質(zhì)量為M4 kg的小球發(fā)生正碰，碰后小球的速度為2 m/s，若碰撞時間極短，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。求：(1)小車與小球碰撞過程系統(tǒng)損失的機械能；(2)從碰后瞬間到彈簧最短的過程，彈簧彈力對小車的沖量大小。解析(1)設(shè)碰撞后瞬間小車的速度大小為v1，有mv0Mvmv1解得v12 m/s，說明碰撞后小車向左運動則小車與小球碰撞過程損失的機械能為EmvmvMv2解得E8 J(2)當彈簧被壓縮到最短時，設(shè)小車的速度大小為v2，根據(jù)動量守恒定律有m0v0mv1(m0m)v2解得v22 m/s設(shè)碰撞后瞬間到彈簧最短的過程，彈簧彈力對小車的沖量大小為I，根據(jù)動量定理有Imv2mv1解得I4 N·s答案(1)8 J(2)4 N·s13(xx·南昌模擬)如圖所示，質(zhì)量為m13 kg的二分之一光滑圓弧形軌道ABC與一質(zhì)量為m21 kg的物塊P緊靠著(不粘連)靜置于光滑水平面上，B為半圓軌道的最低點，AC為軌道的水平直徑，軌道半徑R0.3 m 。一質(zhì)量為m3 2 kg的小球(可視為質(zhì)點)從圓弧軌道的A處由靜止釋放，g取10 m/s2，求：(1)小球第一次滑到B點時的速度v1；(2)小球第一次經(jīng)過B點后，相對B能上升的最大高度h。解析(1)設(shè)小球第一次滑到B點時的速度為v1，軌道和P的速度為v2，取水平向左為正方向，由水平方向動量守恒有(m1m2)v2m3v10根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒m3gR(m1m2)vm3v聯(lián)立解得v12 m/s，方向向右；v21 m/s，方向向左(2)小球經(jīng)過B點后，物塊P與軌道分離，小球與軌道水平方向動量守恒，且小球上升到最高點時與軌道共速，設(shè)為v，則有：m1v2m3v1(m1m3)v解得v0.2 m/s，方向向右由機械能守恒m1vm3v(m1m3)v2m3gh解得h0.27 m答案(1)2 m/s，方向向右(2)0.27 m14(xx·安徽階段測試)有三塊質(zhì)量和形狀都相同的平板A、B、C，其中板A放在板B上且兩端對齊，兩板作為整體一起以速度v0沿光滑水平面滑動，并與正前方的板C發(fā)生碰撞，B與C發(fā)生碰撞后粘在一起，當板A從板B全部移到板C上后，由于摩擦，A相對C靜止且恰好兩端對齊。板A與板C間的動摩擦因數(shù)為，板A和板B間的摩擦忽略不計。求：(1)A相對C靜止時系統(tǒng)的速度大??；(2)板的長度l。解析本題考查動量守恒、能量守恒及相關(guān)知識點，意在考查考生解決實際問題的能力。設(shè)每塊板的質(zhì)量都為m。(1)以板A、B、C為一個系統(tǒng)進行研究，全過程動量守恒，有2mv03mv2解得v2(2)B、C發(fā)生完全非彈性碰撞，有mv02mv1解得v1根據(jù)能量守恒定律，有Wf解得WfA在C上滑動時摩擦力按線性關(guān)系增大，所以做功大小為Wf解得l答案(1)(2)l