（浙江選考）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第28講 動(dòng)量定理 動(dòng)量守恒定律夯基提能作業(yè)本.docx
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第28講 動(dòng)量定理 動(dòng)量守恒定律 1.下列關(guān)于物體動(dòng)量和沖量的說法,不正確的是( ) A.物體動(dòng)量增量的方向,就是它所受沖量的方向 B.物體所受合外力沖量越大,它的動(dòng)量也越大 C.物體所受合外力沖量不為零,它的動(dòng)量一定要改變 D.物體所受合外力越大,它的動(dòng)量變化就越快 答案 B 根據(jù)動(dòng)量定理可知,物體動(dòng)量增量的方向,就是它所受沖量的方向,選項(xiàng)A正確;物體所受合外力沖量越大,它的動(dòng)量變化也越大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;物體所受合外力沖量不為零,它的動(dòng)量一定要改變,選項(xiàng)C正確;根據(jù)動(dòng)量定理,合外力等于動(dòng)量的變化率,則物體所受合外力越大,它的動(dòng)量變化就越快,選項(xiàng)D正確。 2.質(zhì)量為2 kg的物體沿直線運(yùn)動(dòng),速度由4 m/s變?yōu)?6 m/s,則在此過程中,它所受到的合外力的沖量為( ) A.-20 Ns B.20 Ns C.-4 Ns D.-12 Ns 答案 A 以物體的初速度方向?yàn)檎较?由動(dòng)量定理得沖量I=2(-6) Ns-24 Ns= -20 Ns,選項(xiàng)A正確。 3.下列情形中,滿足動(dòng)量守恒條件的是( ) A.用鐵錘打擊放在鐵砧上的鐵塊,打擊過程中,鐵錘和鐵塊的總動(dòng)量 B.子彈水平穿過放在光滑桌面上的木塊的過程中,子彈和木塊的總動(dòng)量 C.子彈水平穿過墻壁的過程中,子彈和墻壁的總動(dòng)量 D.棒擊壘球的過程中,棒和壘球的總動(dòng)量 答案 B A中豎直方向合力不為零;C中墻壁受地面的作用力;D中棒受人手的作用力,故合外力不為零,不符合動(dòng)量守恒的條件。 4.質(zhì)量為0.2 kg的小球豎直向下以6 m/s的速度落至水平地面上,再以4 m/s的速度反向彈回。取豎直向上為正方向,在小球與地面接觸的時(shí)間內(nèi),關(guān)于小球動(dòng)量變化量Δp和合外力對(duì)小球做的功W,下列說法正確的是( ) A.Δp=2 kgm/s W=-2 J B.Δp=-2 kgm/s W=2 J C.Δp=0.4 kgm/s W=-2 J D.Δp=-0.4 kgm/s W=2 J 答案 A 取豎直向上為正方向,則小球與地面碰撞過程中動(dòng)量的變化量:Δp=mv2-mv1=0.24 kgm/s-0.2(-6) kgm/s=2 kgm/s,方向豎直向上。由動(dòng)能定理可知,合外力做的功:W=12mv22-12mv12=120.242 J-120.262 J=-2 J。故A正確。 5.有消息稱:中國羽毛球運(yùn)動(dòng)員在一檔節(jié)目上演示了一把高速度殺球,輕小的羽毛球被快速擊出后瞬間將西瓜沖撞爆裂!據(jù)測羽毛球的速度高達(dá)300 km/h,羽毛球的質(zhì)量介于4.74~5.50 g之間,經(jīng)分析,下列說法中正確的是( ) A.這則消息一定是假的,因?yàn)橛鹈蚝茌p小,不可能使西瓜爆裂 B.這則消息一定是假的,因?yàn)閾舫龅挠鹈蛩俣入m然高,但其能量卻很小 C.這則消息可能是真的,俗話說無快不破,羽毛球雖然很輕小,但速度很高 D.這則消息可能是真的,西瓜是否被撞擊爆裂取決于羽毛球?qū)ξ鞴系臎_擊力大小 答案 D 在高速度殺球時(shí),由于球速較快,在與西瓜相撞的瞬間,速度急劇變化,根據(jù)動(dòng)量定理可知,羽毛球?qū)ξ鞴系淖饔昧^大,完全可以使西瓜爆裂,故使西瓜裂開的原因不是速度,而是沖擊力的大小,該消息可能是真的,故只有D正確。 6.使用高壓水槍作為切割機(jī)床的切刀具有獨(dú)特優(yōu)勢,得到廣泛應(yīng)用,如圖所示,若水柱截面積為S,水流以速度v垂直射到被切割的鋼板上,之后水速減為零,已知水的密度為ρ,則水對(duì)鋼板的沖力為( ) A.ρSv B.ρSv2 C.ρSv22 D.ρSv2 答案 B 設(shè)t時(shí)間內(nèi)有V體積的水打在鋼板上,則這些水的質(zhì)量m=ρV=ρSvt,以這部分水為研究對(duì)象,它受到鋼板的作用力為F,以水運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎较?由動(dòng)量定理有Ft=0-mv,即F=-mvt=-ρsv2,負(fù)號(hào)表示水受到的作用力的方向與水運(yùn)動(dòng)的方向相反,由牛頓第三定律可知,水對(duì)鋼板的沖擊力大小也為ρSv2。故選B。 7.如圖所示,小車與木箱緊挨著靜止放在光滑的水平冰面上,現(xiàn)有一男孩站在小車上用力向右迅速推出木箱。關(guān)于上述過程,下列說法中正確的是( ) A.男孩和木箱組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒 B.小車與木箱組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒 C.男孩、小車與木箱三者組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒 D.木箱的動(dòng)量增量與小車(包含男孩)的動(dòng)量增量相同 答案 C 木箱、男孩、小車組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,木箱的動(dòng)量增量與男孩、小車的總動(dòng)量增量大小相同,方向相反,故A、B、D錯(cuò)誤。 8.“爆竹聲中一歲除,春風(fēng)送暖入屠蘇”,爆竹聲響是辭舊迎新的標(biāo)志,是喜慶心情的流露。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,則另一塊的速度為( ) A.3v0-v B.2v0-3v C.3v0-2v D.2v0+v 答案 C 取水平向東為正方向,爆炸過程系統(tǒng)動(dòng)量守恒,3mv0=2mv+mvx,可得vx=3v0-2v,C正確。 9.甲、乙兩物體在光滑水平面上沿同一直線相向運(yùn)動(dòng),甲、乙物體的速度大小分別為3 m/s和1 m/s;碰撞后甲、乙兩物體都反向運(yùn)動(dòng),速度大小均為2 m/s。甲、乙兩物體質(zhì)量之比為( ) A.2∶3 B.2∶5 C.3∶5 D.5∶3 答案 C 選取碰撞前甲物體的速度方向?yàn)檎较?根據(jù)動(dòng)量守恒定律有m甲v1-m乙v2= -m甲v1+m乙v2,代入數(shù)據(jù),可得m甲∶m乙=3∶5,C正確。 10.(多選)如圖甲所示,在光滑水平面上的兩個(gè)小球發(fā)生正碰,小球的質(zhì)量分別為m1和m2,圖乙為它們碰撞前后的x-t圖像。已知m1=0.1 kg。由此可以判斷( ) A.碰前m2靜止,m1向右運(yùn)動(dòng) B.碰后m2和m1都向右運(yùn)動(dòng) C.由動(dòng)量守恒可以算出m2=0.3 kg D.碰撞過程中系統(tǒng)損失了0.4 J的機(jī)械能 答案 AC 由x-t(位移時(shí)間)圖像的斜率表示速度可知,碰前m2的位移不隨時(shí)間而變化,處于靜止;m1的速度大小為v1=ΔxΔt=4 m/s,方向只有向右才能與m2相撞,故A正確。由圖讀出,碰后m2的速度為正方向,說明向右運(yùn)動(dòng),m1的速度為負(fù)方向,說明向左運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤。由圖求出碰后m2和m1的速度分別為v2=2 m/s,v1=-2 m/s,根據(jù)動(dòng)量守恒定律得,m1v1=m2v2+m1v1,代入數(shù)據(jù)解得,m2=0.3 kg,故C正確。碰撞過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能為ΔE=12m1v12-12m1v12-12m2v22,代入數(shù)據(jù)解得,ΔE=0 J,故D錯(cuò)誤。 11.(多選)如圖,大小相同的擺球a和b的質(zhì)量分別為m和3m,擺長相同,擺動(dòng)周期相同,并排懸掛,平衡時(shí)兩球剛好接觸,現(xiàn)將擺球a向左拉開一小角度后釋放,若兩球的碰撞是彈性的,下列判斷正確的是( ) A.第一次碰撞后的瞬間,兩球的速度大小相等 B.第一次碰撞后的瞬間,兩球的動(dòng)量大小相等 C.第一次碰撞后,兩球的最大擺角不相同 D.發(fā)生第二次碰撞時(shí),兩球在各自的平衡位置 答案 AD 兩球在碰撞前后,水平方向不受外力,故水平方向兩球組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,由動(dòng)量守恒定律有:mv0=mv1+3mv2,兩球碰撞是彈性的,故機(jī)械能守恒,即12mv02=12mv12+123mv22,解兩式得:v1=-v02,v2=v02,可見第一次碰撞后的瞬間,兩球的速度大小相等,選項(xiàng)A正確;因兩球質(zhì)量不相等,故兩球碰后的動(dòng)量大小不相等,選項(xiàng)B錯(cuò);兩球碰后上擺過程,機(jī)械能守恒,故上升的最大高度相等,因擺長相等,故兩球碰后的最大擺角相同,選項(xiàng)C錯(cuò);兩球擺動(dòng)周期相同,故經(jīng)半個(gè)周期后,兩球在平衡位置處發(fā)生第二次碰撞,選項(xiàng)D正確。 12.如圖所示,足夠長的光滑水平直導(dǎo)軌的間距為l,電阻不計(jì),垂直軌道平面有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,導(dǎo)軌上相隔一定距離放置兩根長度均為l的金屬棒,a棒質(zhì)量為m,電阻為R,b棒質(zhì)量為2m,電阻為2R?，F(xiàn)給a棒一個(gè)水平向右的初速度v0,求:(a棒在以后的運(yùn)動(dòng)過程中沒有與b棒發(fā)生碰撞) (1)b棒開始運(yùn)動(dòng)的方向; (2)當(dāng)a棒的速度減為v02時(shí),b棒剛好碰到了障礙物,經(jīng)過很短時(shí)間t0速度減為零(不反彈)。求碰撞過程中障礙物對(duì)b棒的沖擊力大小; (3)b棒碰到障礙物后,a棒繼續(xù)滑行的距離。 答案 見解析 解析 (1)根據(jù)楞次定律推論,可知b棒向右運(yùn)動(dòng) (2)設(shè)b棒碰上障礙物瞬間的速度為v2,之前兩棒組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,則 mv0+0=mv02+2mv2 解得v2=v0/4 b棒碰障礙物過程中,根據(jù)動(dòng)量定理得-Ft0=0-2mv04 解得F=mv02t0 (3)a棒單獨(dú)向右滑行的過程中,當(dāng)其速度為0時(shí),設(shè)其向右滑行的距離為x,則-B2L2x3R=0-mv02 得x=3mv0R2B2l2 13.如圖所示,以A、B和C、D為斷點(diǎn)的兩半圓形光滑軌道固定于豎直平面內(nèi),一滑板靜止在光滑的地面上,左端緊靠B點(diǎn),上表面所在平面與兩半圓分別相切于B、C兩點(diǎn),一物塊(視為質(zhì)點(diǎn))被輕放在水平勻速運(yùn)動(dòng)的傳送帶上E點(diǎn),運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)剛好與傳送帶速度相同,然后經(jīng)A點(diǎn)沿半圓軌道滑下,且在B點(diǎn)對(duì)軌道的壓力大小為10mg,再經(jīng)B點(diǎn)滑上滑板,滑板運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)被牢固粘連。物塊可視為質(zhì)點(diǎn),質(zhì)量為m,滑板質(zhì)量為M=2m,兩半圓半徑均為R,板長l=6.5R,板右端到C點(diǎn)的距離為L=2.5R,E點(diǎn)距A點(diǎn)的距離s=5R,物塊與傳送帶、物塊與滑板間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,重力加速度為g。求: (1)物塊滑到B點(diǎn)的速度大小。 (2)物塊與傳送帶、物塊與滑板間的動(dòng)摩擦因數(shù)。 (3)物塊與滑板間因摩擦而產(chǎn)生的總熱量。 答案 (1)3gR (2)0.5 (3)3.5mgR 解析 (1)設(shè)物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的速度為vB,由牛頓第二定律得10mg-mg=mvB2R 解得vB=3gR (2)從E到B由動(dòng)能定理得 mg2R+μmg5R=12mvB2-0 解得μ=0.5 (3)物塊從B點(diǎn)滑上滑板時(shí)至物塊與滑板共速,根據(jù)動(dòng)量守恒有mvB=(m+M)v 解得v=gR 對(duì)物塊,根據(jù)動(dòng)能定理有-μmgx1=12mv2-12mvB2 解得x1=8R 對(duì)滑板,根據(jù)動(dòng)能定理有μmgx2=12Mv2 解得x2=2R 因?yàn)棣=x1-x2=6R<6.5R 可知物塊與滑板達(dá)到共同速度時(shí),物塊未離開滑板 Q1=12mvB2-12(m+M)v2=3mgR 物塊與滑板此后以共同速度勻速運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn),滑板不再運(yùn)動(dòng),物塊在滑板上繼續(xù)往前運(yùn)動(dòng),對(duì)物塊根據(jù)動(dòng)能定理有 -μmg0.5R=12mvC2-12mv2 解得vC=Rg2 Q2=μmg0.5R=14mgR 由上可知12mvC2=14mgR下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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