2022年高考物理總復(fù)習(xí) 配餐作業(yè)19 動(dòng)量守恒定律及應(yīng)用

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1、2022年高考物理總復(fù)習(xí) 配餐作業(yè)19 動(dòng)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(yùn)動(dòng)，發(fā)生正碰后都變?yōu)殪o止?？梢钥隙ǖ氖?，碰前兩球的(　　) A．質(zhì)量相等　　　　　　　 B．動(dòng)能相等 C．動(dòng)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(dòng)量守恒，兩球在水平面上相向運(yùn)動(dòng)，發(fā)生正碰后都變?yōu)殪o止，故根據(jù)動(dòng)量守恒定律可以斷定碰前兩球的動(dòng)量大小相等、方向相反，C正確。 答案　C 2．如圖，兩滑塊A、B在光滑水平面上沿同一直線相向運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)

2、狀態(tài)是(　　) A．A和B都向左運(yùn)動(dòng) B．A和B都向右運(yùn)動(dòng) C．A靜止，B向右運(yùn)動(dòng) D．A向左運(yùn)動(dòng)，B向右運(yùn)動(dòng) 解析　選向右的方向?yàn)檎较?，根?jù)動(dòng)量守恒定律得：2mv0－2mv0＝mvA＋2mvB＝0，選項(xiàng)A、B、C都不滿足此式，只有選項(xiàng)D滿足此式，所以D項(xiàng)正確。 答案　D 3．(xx·泉州檢測)有一個(gè)質(zhì)量為3m的爆竹斜向上拋出，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度大小為v0、方向水平向東，在最高點(diǎn)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(　　) A．3v0－v B．2v0－3v C．3v0－2v D．2v0＋v 解析　在最高點(diǎn)水平方向動(dòng)量

3、守恒，由動(dòng)量守恒定律可知，3mv0＝2mv＋mv′，可得另一塊的速度為v′＝3v0－2v，對(duì)比各選項(xiàng)可知，答案選C。 答案　C 4．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(　　) A．0.6v B．0.4v C．0.3v D．0.2v 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?yàn)檎较颍膳鲎策^程中動(dòng)量守恒可得mv＝2mvB－mvA，因vA>0，則vB>0.5v，根據(jù)總動(dòng)能不增加原則寫出能量關(guān)系式：mv2≥×2mv＋mv，且vA≠0，可得×2mv＜mv2

4、，解得vB＜v，故只有A項(xiàng)正確。 答案　A 5．(xx·運(yùn)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(diǎn)為C，兩端A、B一樣高?，F(xiàn)讓小滑塊m從A點(diǎn)靜止下滑，則(　　) A．m不能到達(dá)小車上的B點(diǎn) B．m從A到C的過程中M向左運(yùn)動(dòng)，m從C到B的過程中M向右運(yùn)動(dòng) C．m從A到B的過程中小車一直向左運(yùn)動(dòng)，m到達(dá)B的瞬間，M速度為零 D．M與m組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，動(dòng)量守恒 解析　M和m組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒所以m恰能達(dá)到小車上的B點(diǎn)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)小車與滑塊的速度都是0，故A錯(cuò)誤；M和m組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，m從A到C的過程中以及

5、m從C到B的過程中m一直向右運(yùn)動(dòng)，所以M一直向左運(yùn)動(dòng)，m到達(dá)B的瞬間，M與m速度都為零，故B錯(cuò)誤，C正確；小滑塊m從A點(diǎn)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(dòng)量守恒，豎直方向有加速度，合力不為零，所以系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，M和m組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故D錯(cuò)誤。 答案　C 6．一彈丸在飛行到距離地面5 m高時(shí)僅有水平速度v＝2 m/s，爆炸成為甲、乙兩塊水平飛出，甲、乙的質(zhì)量比為3∶1。不計(jì)質(zhì)量損失，取重力加速度g＝10 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(dòng)量守恒，若爆炸后甲、乙同向飛出，則有mv＝mv甲＋mv乙

6、?、伲蝗舯ê蠹住⒁曳聪蝻w出，則有mv＝mv甲－mv乙　②；或mv＝－mv甲＋mv乙　③；爆炸后甲、乙從同一高度做平拋運(yùn)動(dòng)，由選項(xiàng)A中圖可知，爆炸后甲、乙向相反方向飛出，下落時(shí)間t＝ ＝ s＝1 s，速度分別為v甲＝＝ m/s＝2.5 m/s，v乙＝＝ m/s＝0.5 m/s，代入②式不成立，A項(xiàng)錯(cuò)誤；同理，可求出選項(xiàng)B、C、D中甲、乙的速度，分別代入①式、②式、③式可知，只有B項(xiàng)正確。 答案　B 7．(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(dāng)用板擋住A球而只釋放B球時(shí)，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

7、同樣的程度壓縮彈簧，取走A左邊的擋板，將A、B同時(shí)釋放，則B球的落地點(diǎn)距離桌邊距離為(　　) A. B.x C．x D.x 解析　當(dāng)用板擋住小球A而只釋放B球時(shí)，根據(jù)能量守恒有：Ep＝mv，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有：x＝v0t。當(dāng)用同樣的程度壓縮彈簧，取走A左邊的擋板，將A、B 同時(shí)釋放，設(shè)A、B的速度分別為vA和vB，則根據(jù)動(dòng)量守恒和能量守恒有：2mvA－mvB＝0，Ep＝×2mv＋mv，解得vB＝v0，B球的落地點(diǎn)距桌邊距離為x′＝vBt＝x，D選項(xiàng)正確。 答案　D 8．(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

8、的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。初始時(shí)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(duì)靜止。設(shè)碰撞都是彈性的，在整個(gè)過程中，系統(tǒng)損失的動(dòng)能為(　　) A.mv2 B.v2 C.NμmgL D．NμmgL 解析　由于水平面光滑，箱子和小物塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，二者經(jīng)多次碰撞后，保持相對(duì)靜止，易判斷兩物體最終速度相等設(shè)為u，由動(dòng)量守恒定律得mv＝(m＋M)u，系統(tǒng)損失的動(dòng)能為mv2－(m＋M)u2＝v2，B正確；系統(tǒng)損失的動(dòng)能等于克服摩擦力做的功，即ΔEk＝－Wf＝NμmgL，D正確。 答案　BD B組·能力提升題

9、9．(xx·山西模擬)一個(gè)人在地面上立定跳遠(yuǎn)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(jì))，如圖所示，他欲從A端跳上L遠(yuǎn)處的站臺(tái)上，則(　　) A．只要L＜s，他一定能跳上站臺(tái) B．只要L＜s，他有可能跳上站臺(tái) C．只要L＝s，他一定能跳上站臺(tái) D．只要L＝s，他有可能跳上站臺(tái) 解析　當(dāng)人往站臺(tái)上跳的時(shí)候，人有一個(gè)向站臺(tái)的速度，由于動(dòng)量守恒，車子必然有一個(gè)離開站臺(tái)的速度，這樣的話，人相對(duì)于地面的速度小于之前的初速度，所以L＝s或L>s，人就一定跳不到站臺(tái)上了，L

10、質(zhì)量為60 kg，在軍事訓(xùn)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(xué)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(xué)的動(dòng)量變化量為105 kg·m/s C．船最終的速度是0.95 m/s D．船的動(dòng)量變化量是70 kg·m/s 解析　由題意，水的阻力忽略不計(jì)，該同學(xué)跳上小船后與小船達(dá)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(dòng)量守恒，則由動(dòng)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：

11、v＝0.25 m/s，方向與人的速度方向相同，故A錯(cuò)誤，C錯(cuò)誤；人的動(dòng)量的變化Δp為： Δp＝m人v－m人v人＝60×(0.25－2)kg·m/s＝－105 kg·m/s，負(fù)號(hào)表示方向與選擇的正方向相反，故B正確；船的動(dòng)量變化量為：Δp′＝m船v－m船v船＝140×kg·m/s＝105kg·m/s，故D錯(cuò)誤。 答案　B 11．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(shí)刻發(fā)生正碰，并且在碰撞過程中無機(jī)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(　　) A．ma＞mb　　　　　　 B．ma＜mb C．ma＝mb D．無法判斷 解析　由題

12、圖可知b球碰前靜止，取a球碰前速度方向?yàn)檎较?，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(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒，則 mav0＝mav1＋mbv2　① mav＝mav＋mbv?、? 聯(lián)立①②得： v1＝v0，v2＝v0 由a球碰撞前后速度方向相反，可知v1＜0，即ma＜mb，故B正確。 答案　B 12．如圖所示，光滑水平面上有一質(zhì)量為m＝1 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m0＝1 kg的物塊，物塊與上表面光滑的小車一起以v0＝6 m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，與靜止在光滑水平面上、質(zhì)量為M＝4 kg的小球發(fā)生正碰，碰后小球的速度

13、為2 m/s，若碰撞時(shí)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(jī)械能； (2)從碰后瞬間到彈簧最短的過程，彈簧彈力對(duì)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 mv0＝Mv＋mv1 解得v1＝－2 m/s，說明碰撞后小車向左運(yùn)動(dòng) 則小車與小球碰撞過程損失的機(jī)械能為 ΔE＝mv－mv－Mv2 解得ΔE＝8 J (2)當(dāng)彈簧被壓縮到最短時(shí)，設(shè)小車的速度大小為v2，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有m0v0＋mv1＝(m0＋m)v2 解得v2＝2 m/s 設(shè)碰撞后瞬間到彈簧最短的過程，彈簧彈力對(duì)小車的沖量大小為I，根據(jù)動(dòng)量定理有 I＝

14、mv2－mv1 解得I＝4 N·s 答案　(1)8 J　(2)4 N·s 13．(xx·南昌模擬)如圖所示，質(zhì)量為m1＝3 kg的二分之一光滑圓弧形軌道ABC與一質(zhì)量為m2＝1 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(diǎn)，AC為軌道的水平直徑，軌道半徑R＝0.3 m 。一質(zhì)量為m3 ＝2 kg的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))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(diǎn)時(shí)的速度v1； (2)小球第一次經(jīng)過B點(diǎn)后，相對(duì)B能上升的最大高度h。 解析　(1)設(shè)小球第一次滑到B點(diǎn)時(shí)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

15、平方向動(dòng)量守恒有 (m1＋m2)v2＋m3v1＝0 根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒 m3gR＝(m1＋m2)v＋m3v 聯(lián)立解得v1＝－2 m/s，方向向右；v2＝1 m/s，方向向左 (2)小球經(jīng)過B點(diǎn)后，物塊P與軌道分離，小球與軌道水平方向動(dòng)量守恒，且小球上升到最高點(diǎn)時(shí)與軌道共速，設(shè)為v，則有：m1v2＋m3v1＝(m1＋m3)v 解得v＝－0.2 m/s，方向向右 由機(jī)械能守恒 m1v＋m3v＝(m1＋m3)v2＋m3gh 解得h＝0.27 m 答案　(1)2 m/s，方向向右　(2)0.27 m 14．(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

16、板B上且兩端對(duì)齊，兩板作為整體一起以速度v0沿光滑水平面滑動(dòng)，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(dāng)板A從板B全部移到板C上后，由于摩擦，A相對(duì)C靜止且恰好兩端對(duì)齊。板A與板C間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，板A和板B間的摩擦忽略不計(jì)。求： (1)A相對(duì)C靜止時(shí)系統(tǒng)的速度大小； (2)板的長度l。 解析　本題考查動(dòng)量守恒、能量守恒及相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，意在考查考生解決實(shí)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(gè)系統(tǒng)進(jìn)行研究，全過程動(dòng)量守恒，有 2mv0＝3mv2 解得v2＝ (2)B、C發(fā)生完全非彈性碰撞，有mv0＝2mv1 解得v1＝ 根據(jù)能量守恒定律，有 ＋＝＋Wf 解得Wf＝ A在C上滑動(dòng)時(shí)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＝