（江蘇專(zhuān)用）2021版高考物理一輪復(fù)習(xí) 課后限時(shí)集訓(xùn)19 動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用

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1、 課后限時(shí)集訓(xùn)19動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用建議用時(shí)：45分鐘1.(2019武邑中學(xué)調(diào)研)如圖所示，兩木塊A、B用輕質(zhì)彈簧連在一起，置于光滑的水平面上。一顆子彈水平射入木塊A，并留在其中。在子彈打中木塊A及彈簧被壓縮的整個(gè)過(guò)程中，對(duì)子彈、兩木塊和彈簧組成的系統(tǒng)，下列說(shuō)法中正確的是()A動(dòng)量守恒、機(jī)械能守恒B動(dòng)量不守恒、機(jī)械能守恒C動(dòng)量守恒、機(jī)械能不守恒D動(dòng)量、機(jī)械能都不守恒C在子彈射入木材A及壓縮彈簧的過(guò)程中，對(duì)子彈、兩木塊和彈簧組成的系統(tǒng)，系統(tǒng)所受外力之和為零，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒；子彈射入木塊A的過(guò)程中，摩擦力做負(fù)功，系統(tǒng)機(jī)械能不守恒。故C正確。2.(2019重慶南開(kāi)中學(xué)模擬)如圖所示，車(chē)廂長(zhǎng)為l、質(zhì)

2、量為M，靜止在光滑水平面上，車(chē)廂內(nèi)有一質(zhì)量為m的物體，某時(shí)刻以速度v0向右運(yùn)動(dòng)，與車(chē)廂壁來(lái)回碰撞n次后，最后靜止于車(chē)廂中，這時(shí)車(chē)廂的速度為()Av0，水平向右 B0C.，水平向右 D，水平向右C以物體與車(chē)廂組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，以向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律可得mv0(Mm)v，最終車(chē)廂的速度為v，方向與速度v0的方向相同，水平向右，故C正確。3.(2019衡水中學(xué)模擬)光滑水平面上放有一上表面光滑、傾角為的斜面體A，斜面體質(zhì)量為M，底邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，如圖所示。將一質(zhì)量為m、可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊B從斜面的頂端由靜止釋放，滑塊B經(jīng)過(guò)時(shí)間t剛好滑到斜面底端。此過(guò)程中斜面對(duì)滑塊的支持力大小為FN，則下列說(shuō)法中

3、正確的是()AFNmgcos B滑塊B下滑過(guò)程中支持力對(duì)B的沖量大小為FNtcos C滑塊B下滑過(guò)程中A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒D此過(guò)程中斜面向左滑動(dòng)的距離為L(zhǎng)D當(dāng)滑塊B相對(duì)于斜面加速下滑時(shí)，斜面A水平向左加速運(yùn)動(dòng)，所以滑塊B相對(duì)于地面的加速度方向不再沿斜面方向，即沿垂直于斜面方向的合外力不再為零，所以斜面對(duì)滑塊的支持力FN不等于mgcos ，A錯(cuò)誤；滑塊B下滑過(guò)程中支持力對(duì)B的沖量大小為FNt，B錯(cuò)誤；由于滑塊B有豎直方向的分加速度，所以系統(tǒng)豎直方向合外力不為零，系統(tǒng)的動(dòng)量不守恒，C錯(cuò)誤；系統(tǒng)水平方向不受外力，水平方向動(dòng)量守恒，設(shè)A、B兩者水平位移大小分別為x1、x2，則Mx1mx2，x1x2

4、L，解得x1L，D正確。4A球的質(zhì)量是m，B球的質(zhì)量是2m，它們?cè)诠饣乃矫嫔弦韵嗤膭?dòng)量運(yùn)動(dòng)。B在前，A在后，發(fā)生正碰后，A球仍朝原方向運(yùn)動(dòng)，但其速率是原來(lái)的一半，碰后兩球的速率比vAvB為()A12 B13 C21 D23D設(shè)碰前A球的速率為v，根據(jù)題意pApB，即mv2mvB，得碰前vB，碰后vA，由動(dòng)量守恒定律，有mv2mm2mvB，解得vB，所以vAvB23，D正確。5.(2019四川二診)如圖所示，一塊長(zhǎng)度為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的木塊靜止在光滑水平面上。一顆質(zhì)量也為m的子彈以水平速度v0射入木塊。當(dāng)子彈剛射穿木塊時(shí)，木塊向前移動(dòng)的距離為s。設(shè)子彈穿過(guò)木塊的過(guò)程中受到的阻力恒定不變，子彈可

5、視為質(zhì)點(diǎn)。則子彈穿過(guò)木塊的時(shí)間為()A.(sL) B(s2L)C.(sL) D(L2s)D子彈穿過(guò)木塊過(guò)程，子彈和木塊組成的系統(tǒng)所受合外力為零，動(dòng)量守恒，有mv0mv1mv2，設(shè)子彈穿過(guò)木塊所用時(shí)間為t，則有ts，tsL，聯(lián)立解得t(L2s)，選項(xiàng)D正確。6.(2019寧夏石嘴山三中期末)兩物塊A、B用輕彈簧相連，質(zhì)量均為2 kg，初始時(shí)彈簧處于原長(zhǎng)，A、B兩物塊都以v6 m/s的速度在光滑的水平地面上運(yùn)動(dòng)，質(zhì)量為4 kg的物塊C靜止在前方，如圖所示，B與C碰撞后二者會(huì)粘連在一起運(yùn)動(dòng)。則下列說(shuō)法正確的是()AB、C碰撞剛結(jié)束時(shí)的共同速度為3 m/sB彈簧的彈性勢(shì)能最大時(shí)，物塊A的速度為3 m/

6、sC彈簧的彈性勢(shì)能最大值為36 JD彈簧再次恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)A、B、C三物塊速度相同BB與C碰撞時(shí)B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，設(shè)碰后瞬間B、C兩者共同速度為vBC，規(guī)定向右為正方向，則有mBv(mBmC)vBC，解得vBC2 m/s，故A錯(cuò)誤；當(dāng)A、B、C三者的速度相等時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能最大，A、B、C三者組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，規(guī)定向右為正方向，則有(mAmB)v(mAmBmC)vABC，解得vABC3 m/s，根據(jù)能量守恒定律得彈簧的彈性勢(shì)能最大值為Ep(mBmC)vmAv2(mAmBmC)v12 J，故B正確，C錯(cuò)誤；三者共速時(shí)彈簧壓縮量最大，恢復(fù)原長(zhǎng)過(guò)程中，彈力對(duì)A做負(fù)功，A的速度減小，對(duì)B、C做正

7、功，B、C的速度增加，則恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)三物塊速度不同，故D錯(cuò)誤。7.(2019黃石模擬)如圖所示，一質(zhì)量m10.45 kg的平頂小車(chē)靜止在光滑的水平軌道上。質(zhì)量m20.5 kg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))靜止在車(chē)頂?shù)挠叶?。一質(zhì)量為m00.05 kg的子彈以水平速度v0100 m/s射中小車(chē)左端并留在車(chē)中，最終小物塊相對(duì)地面以2 m/s的速度滑離小車(chē)。已知子彈與小車(chē)的作用時(shí)間極短，小物塊與車(chē)頂面的動(dòng)摩擦因數(shù)0.8，認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g取10 m/s2，求：(1)子彈相對(duì)小車(chē)靜止時(shí)小車(chē)速度的大?。?2)小車(chē)的長(zhǎng)度L。解析(1)子彈進(jìn)入小車(chē)的過(guò)程中，子彈與小車(chē)組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律得

8、m0v0(m0m1)v1解得v110 m/s。(2)三物體組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律得(m0m1)v1(m0m1)v2m2v3解得v28 m/s由能量守恒可得(m0m1)vm2gL(m0m1)vm2v解得L2 m。答案(1)10 m/s(2)2 m8一彈丸在飛行到距離地面5 m高時(shí)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(jì)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()ABCDB由hgt2可知，爆炸后甲、乙兩塊做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1 s，爆炸過(guò)程中，爆炸力對(duì)沿原方向運(yùn)動(dòng)的一塊的沖量沿運(yùn)動(dòng)方向，故這一塊的速度必然增大

9、，即v2 m/s，因此水平位移大于2 m，C、D項(xiàng)錯(cuò)誤；甲、乙兩塊在爆炸前后，水平方向不受外力，故水平方向動(dòng)量守恒，即甲、乙兩塊的動(dòng)量改變量大小相等，兩塊質(zhì)量比為31，所以速度變化量之比為13，由平拋運(yùn)動(dòng)水平方向上x(chóng)v0t，所以A圖中，v乙0.5 m/s，v甲2.5 m/s，v乙2.5 m/s，v甲0.5 m/s，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B圖中，v乙0.5 m/s，v甲2.5 m/s，v乙1.5 m/s，v甲0.5 m/s，B項(xiàng)正確。9.(2019云南高三月考)如圖所示，輕彈簧的一端固定在豎直墻上，質(zhì)量為m的光滑弧形槽靜止放在光滑水平面上，弧形槽底端與水平面相切，一個(gè)質(zhì)量也為m的小物塊從槽高h(yuǎn)處開(kāi)始自由下滑

10、，下列說(shuō)法正確的是()A在下滑過(guò)程中，物塊的機(jī)械能守恒B在下滑過(guò)程中，物塊和槽的動(dòng)量守恒C物塊被彈簧反彈離開(kāi)彈簧后，能回到槽高h(yuǎn)處D物塊被彈簧反彈離開(kāi)彈簧后，做勻速直線運(yùn)動(dòng)D物塊在下滑的過(guò)程中，光滑弧形槽對(duì)物塊的支持力和物塊的重力都做功，所以物塊機(jī)械能不守恒，故A錯(cuò)誤；物塊和槽在水平方向上不受外力，但在豎直方向上受重力作用，所以物塊和槽僅在水平方向上動(dòng)量守恒，在豎直方向上動(dòng)量不守恒，故B錯(cuò)誤；由于水平方向動(dòng)量守恒，物塊和槽質(zhì)量相等，分離后具有等大反向的速度，所以物塊被彈簧反彈后，將與槽具有相同的速度，物塊將與槽相距一定距離，一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤，D正確。10.(2019湖北荊、荊、襄、

11、宜四地七校聯(lián)考)在光滑水平地面上放有一質(zhì)量M1 kg帶光滑圓弧形槽的小車(chē)，質(zhì)量為m2 kg的小球以速度v03 m/s沿水平槽口滑上圓弧形槽，槽口距地面的高度h0.8 m，重力加速度g10 m/s2，不計(jì)空氣阻力。求：(1)小球從槽口開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到滑到最高點(diǎn)(未離開(kāi)圓弧形槽)的過(guò)程中，小球?qū)π≤?chē)做的功W；(2)小球落地瞬間，小車(chē)右端與小球間的水平間距L。解析(1)小球從開(kāi)始到上升至最大高度過(guò)程中，小車(chē)和小球水平方向不受外力，水平方向動(dòng)量守恒，可得mv0(Mm)v，對(duì)小車(chē)，由動(dòng)能定理得WMv2，聯(lián)立解得W2 J。(2)小球從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到回到槽口過(guò)程小球和小車(chē)水平方向動(dòng)量守恒，可得mv0mv1Mv2，對(duì)小

12、球和小車(chē)由能量守恒定律得mvmvMv，聯(lián)立可得v11 m/s，v24 m/s，小球離開(kāi)小車(chē)后，向左做平拋運(yùn)動(dòng)，小車(chē)向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，得hgt2，L(v2v1)t，聯(lián)立可得L1.2 m。答案(1)2 J(2)1.2 m11(2019山東青島二中高三開(kāi)學(xué)考試)如圖甲所示，半徑R0.45 m的光滑圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi)，B為軌道的最低點(diǎn)，在光滑水平面上緊挨B點(diǎn)有一靜止的平板車(chē)，長(zhǎng)度L0.5 m，車(chē)的上表面與B點(diǎn)等高，可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊從圓弧軌道最高點(diǎn)A由靜止釋放，其質(zhì)量m1 kg，g10 m/s2。甲乙(1)求物塊滑到B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力的大小；(2)若平板車(chē)上表面粗糙，物塊最終沒(méi)有滑離平板車(chē)，最終速

13、度的大小為0.5 m/s，求平板車(chē)的質(zhì)量；(3)若將平板車(chē)固定且在上表面鋪上一種動(dòng)摩擦因數(shù)逐漸增大的特殊材料，物塊在平板車(chē)上向右滑動(dòng)時(shí)，所受摩擦力f隨它距B點(diǎn)位移L的變化關(guān)系如圖乙所示，物塊最終滑離了平板車(chē)，求物塊滑離平板車(chē)時(shí)的速度大小。解析(1)物塊從圓弧軌道A點(diǎn)滑到B點(diǎn)的過(guò)程中，只有重力做功，其機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律得：mgRmv代入數(shù)據(jù)得：vB3 m/s在B點(diǎn)，由牛頓第二定律得：FNmg代入數(shù)據(jù)得：FN30 N由牛頓第三定律可以知道，物塊滑到軌道B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力FNFN30 N。(2)物塊滑上小車(chē)后，因?yàn)樗降孛婀饣?，系統(tǒng)的合外力為零，所以系統(tǒng)的動(dòng)量守恒。以向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律得：mvB(mM)v共代入數(shù)據(jù)得：M5 kg。(3)物塊在小車(chē)上滑行時(shí)的克服摩擦力做功為fL圖線與橫軸所圍的面積大小?？朔Σ亮ψ龉閃f0.5 J2 J物塊在平板車(chē)上滑動(dòng)過(guò)程，由動(dòng)能定理得：Wfmv2mv代入數(shù)據(jù)得：v m/s。答案(1)30 N(2)5 kg(3) m/s7