2022年高考物理總復習 配餐作業(yè)19 動量守恒定律及應用

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1、2022年高考物理總復習 配餐作業(yè)19 動量守恒定律及應用 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?？梢钥隙ǖ氖?，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　C 2．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

2、狀態(tài)是(　　) A．A和B都向左運動 B．A和B都向右運動 C．A靜止，B向右運動 D．A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：2mv0－2mv0＝mvA＋2mvB＝0，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　D 3．(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(　　) A．3v0－v B．2v0－3v C．3v0－2v D．2v0＋v 解析　在最高點水平方向動量

3、守恒，由動量守恒定律可知，3mv0＝2mv＋mv′，可得另一塊的速度為v′＝3v0－2v，對比各選項可知，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mv＝2mvB－mvA，因vA>0，則vB>0.5v，根據(jù)總動能不增加原則寫出能量關系式：mv2≥×2mv＋mv，且vA≠0，可得×2mv＜mv2

4、，解得vB＜v，故只有A項正確。 答案　A 5．(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(　　) A．m不能到達小車上的B點 B．m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 C．m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 D．M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

5、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　C 6．一彈丸在飛行到距離地面5 m高時僅有水平速度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?、乙反向飛出，則有mv＝mv甲－mv乙?、冢换騧v＝－mv甲＋mv乙?、郏槐ê蠹?、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＝ ＝ 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項錯誤；同理，可求出選項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

7、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.x C．x 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：Ep＝mv，根據(jù)平拋運動規(guī)律有：x＝v0t。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：2mvA－mvB＝0，Ep＝×2mv＋mv，解得vB＝v0，B球的落地點距桌邊距離為x′＝vBt＝x，D選項正確。 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、的動摩擦因數(shù)為μ。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.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為u，由動量守恒定律得mv＝(m＋M)u，系統(tǒng)損失的動能為mv2－(m＋M)u2＝v2，B正確；系統(tǒng)損失的動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)一個人在地面上立定跳遠最好成績是s。假設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L＜s，他一定能跳上站臺 B．只要L＜s，他有可能跳上站臺 C．只要L＝s，他一定能跳上站臺 D．只要L＝s，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L＝s或L>s，人就一定跳不到站臺上了，L

10、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，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/s C．船最終的速度是0.95 m/s D．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：

11、v＝0.25 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Δp為： Δp＝m人v－m人v人＝60×(0.25－2)kg·m/s＝－105 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：Δp′＝m船v－m船v船＝140×kg·m/s＝105kg·m/s，故D錯誤。 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球碰前速度方向為正方向，設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 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的速度向右勻速運動，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動 則小車與小球碰撞過程損失的機械能為 ΔE＝mv－mv－Mv2 解得ΔE＝8 J (2)當彈簧被壓縮到最短時，設小車的速度大小為v2，根據(jù)動量守恒定律有m0v0＋mv1＝(m0＋m)v2 解得v2＝2 m/s 設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 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，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)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

15、平方向動量守恒有 (m1＋m2)v2＋m3v1＝0 根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒 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，設為v，則有：m1v2＋m3v1＝(m1＋m3)v 解得v＝－0.2 m/s，方向向右 由機械能守恒 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μ，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、能量守恒及相關知識點，意在考查考生解決實際問題的能力。 設每塊板的質(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 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上滑動時摩擦力按線性關系增大，所以做功大小為 Wf＝ 解得l＝ 答案　(1)　(2)l＝