《高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第六章 動量守恒定律及其應(yīng)用 第18講 動量定理 動量守恒定律實(shí)戰(zhàn)演練》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第六章 動量守恒定律及其應(yīng)用 第18講 動量定理 動量守恒定律實(shí)戰(zhàn)演練(5頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第六章 動量守恒定律及其應(yīng)用 第18講 動量定理 動量守恒定律實(shí)戰(zhàn)演練
1.(xx·全國卷Ⅰ)將質(zhì)量為1.00 kg的模型火箭點(diǎn)火升空,50 g燃燒的燃?xì)庖源笮?00 m/s的速度從火箭噴口在很短時(shí)間內(nèi)噴出.在燃?xì)鈬姵龊蟮乃查g,火箭的動量大小為(噴出過程中重力和空氣阻力可忽略)( A )
A.30 kg·m/s B.5.7×102 kg·m/s
C.6.0×102 kg·m/s D.6.3×102 kg·m/s
解析 由于噴出過程中重力和空氣阻力可忽略,則模型火箭與燃?xì)饨M成的系統(tǒng)動量守恒.燃?xì)鈬姵銮跋到y(tǒng)靜止,總動量為零,故噴出后瞬間火箭的動量與噴出
2、燃?xì)獾膭恿康戎捣聪?,可得火箭的動量的大小等于燃?xì)獾膭恿看笮?,則|p火|=|p氣|=m氣v氣=0.05 kg×600 m/s=30 kg·m/s.選項(xiàng)A正確.
2.“蹦極”運(yùn)動中,長彈性繩的一端固定,另一端綁在人身上,人從幾十米高處跳下,將蹦極過程簡化為人沿豎直方向的運(yùn)動.從繩恰好伸直,到人第一次下降至最低點(diǎn)的過程中,下列分析正確的是( A )
A.繩對人的沖量始終向上,人的動量先增大后減小
B.繩對人的拉力始終做負(fù)功,人的動能一直減小
C.繩恰好伸直時(shí),繩的彈性勢能為零,人的動能最大
D.在最低點(diǎn)時(shí),繩對人的拉力等于人所受的重力
解析 從繩子恰好伸直,到人第一次下降到最低點(diǎn)的過程中
3、,拉力逐漸增大,由牛頓第二定律mg-F=ma可知,人先做加速度減小的加速運(yùn)動,當(dāng)a=0時(shí),F(xiàn)=mg,此時(shí)速度最大,動量最大,動能最大,此后人繼續(xù)向下運(yùn)動,F(xiàn)>mg,由牛頓第二定律F-mg=ma可知,人做加速度增大的減速運(yùn)動,動量一直減小直到減為零,全過程中拉力方向始終向上,所以繩對人的沖量始終向上,綜上可知選項(xiàng)A正確,C、D錯(cuò)誤;拉力對人始終做負(fù)功,動能先增大后減小,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤.
3.高空作業(yè)須系安全帶,如果質(zhì)量為m的高空作業(yè)人員不慎跌落,從開始跌落到安全帶對人剛產(chǎn)生作用力前人下落的距離為h(可視為自由落體運(yùn)動).此后經(jīng)歷時(shí)間t安全帶達(dá)到最大伸長,若在此過程中該作用力始終豎直向上,則該段時(shí)
4、間安全帶對人的平均作用力大小為( A )
A.+mg B.-mg
C.+mg D.-mg
解析 由自由落體運(yùn)動公式得人下降h距離時(shí)的速度為v=,在t時(shí)間內(nèi)對人由動量定理得(F-mg)t=mv,解得安全帶對人的平均作用力為F=+mg,選項(xiàng)A正確.
4.一枚火箭搭載著衛(wèi)星以速率v0進(jìn)入太空預(yù)定位置,由控制系統(tǒng)使箭體與衛(wèi)星分離如圖所示.已知前部分的衛(wèi)星質(zhì)量為m1,后部分的箭體質(zhì)量為m2,分離后箭體以速率v2沿火箭原方向飛行,若忽略空氣阻力及分離前后系統(tǒng)質(zhì)量的變化,則分離后衛(wèi)星的速率v1為( D )
A.v0-v2 B.v0+v2
C.v0-v2 D.v0+(v0-v2)
5、
解析 對火箭和衛(wèi)星由動量守恒定律得(m1+m2)v0=m2v2+m1v1
解得v1==v0+(v0-v2),故選項(xiàng)D正確.
5.一質(zhì)量為0.5 kg的小物塊放在水平地面上的A點(diǎn),距離A點(diǎn)5 m的位置B處是一面墻,如圖所示.小物塊以v0=9 m/s的初速度從A點(diǎn)沿AB方向運(yùn)動,在與墻壁碰撞前瞬間的速度為7 m/s,碰后以6 m/s的速度反向運(yùn)動直至靜止.g取10 m/s2.
(1)求物塊與地面間的動摩擦因數(shù)μ;
(2)若碰撞時(shí)間為0.05 s,求碰撞過程中墻面對物塊平均作用力的大小F;
(3)求物塊在反向運(yùn)動過程中克服摩擦力所做的功W.
解析 (1)對小物塊從A運(yùn)動到B處的過程
6、中
應(yīng)用動能定理-μmgs=mv2-mv,
代入數(shù)值解得μ=0.32.
(2)取向右為正方向,碰后滑塊速度v′=-6 m/s,
由動量定理得FΔt=mv′-mv,解得F=-130 N,
其中“-”表示墻面對物塊的平均作用力方向向左.
(3)對物塊反向運(yùn)動過程中應(yīng)用動能定理得-W=0-mv′2,解得W=9 J.
答案 (1)0.32 (2)130 N (3)9 J
6.兩滑塊a、b沿水平面上同一條直線運(yùn)動,并發(fā)生碰撞,碰撞后兩者黏在一起運(yùn)動,經(jīng)過一段時(shí)間后,從光滑路段進(jìn)入粗糙路段,兩者的位置x隨時(shí)間t變化的圖象如圖所示.求:
(1)滑塊a、b的質(zhì)量之比;
(2)整個(gè)運(yùn)動過程中
7、,兩滑塊克服摩擦力做的功與因碰撞而損失的機(jī)械能之比.
解析 (1)設(shè)a、b的質(zhì)量分別為m1、m2,a、b碰撞前的速度為v1、v2.由題給圖象得
v1=-2 m/s,①
v2=1 m/s,②
a、b發(fā)生完全非彈性碰撞,碰撞后兩滑塊的共同速度為v.由題給圖象得v= m/s,③
由動量守恒定律得m1v1+m2v2=(m1+m2)v,④
聯(lián)立①②③④式得m1∶m2=1∶8,⑤
(2)由能量守恒定律得,兩滑塊因碰撞而損失的機(jī)械能為
ΔE=m1v+m2v-(m1+m2)v2,⑥
由圖象可知,兩滑塊最后停止運(yùn)動.由動能定理得,兩滑塊克服摩擦力所做的功為W=(m1+m2)v2,⑦
聯(lián)
8、立⑥⑦式,并代入題給數(shù)據(jù)得W∶ΔE=1∶2.
答案 (1)1∶8 (2)1∶2
7.某游樂園入口旁有一噴泉,噴出的水柱將一質(zhì)量為M的卡通玩具穩(wěn)定地懸停在空中.為計(jì)算方便起見,假設(shè)水柱從橫截面積為S的噴口持續(xù)以速度v0豎直向上噴出,玩具底部為平板(面積略大于S),水柱沖擊到玩具底板后,在豎直方向水的速度變?yōu)榱悖谒椒较虺闹芫鶆蛏㈤_.忽略空氣阻力.已知水的密度為ρ,重力加速度大小為g.求:
(1)噴泉單位時(shí)間內(nèi)噴出的水的質(zhì)量;
(2)玩具在空中懸停時(shí),其底面相對于噴口的高度.
解析 (1)設(shè)Δt時(shí)間內(nèi),從噴口噴出的水的體積為ΔV,質(zhì)量為Δm,則
Δm=ρΔV,①
ΔV=v0SΔt
9、,②
由①②式得,單位時(shí)間內(nèi)從噴口噴出的水的質(zhì)量為
=ρv0S.③
(2)設(shè)玩具懸停時(shí)其底面相對于噴口的高度為h,水從噴口噴出后到達(dá)玩具底面時(shí)的速度大小為v.對于Δt時(shí)間內(nèi)噴出的水,由能量守恒得(Δm)v2+(Δm)gh=(Δm)v,④
在h高度處,Δt時(shí)間內(nèi)噴射到玩具底面的水沿豎直方向的動量變化量的大小為Δp=(Δm)v.⑤
設(shè)水對玩具的作用力的大小為F,根據(jù)動量定理有
FΔt=Δp,⑥
由于玩具在空中懸停,由力的平衡條件得F=Mg,⑦
聯(lián)立③④⑤⑥⑦式得h=-.
答案 (1)ρv0S (2)-
8.(xx·天津卷)如圖所示,物塊A和B通過一根輕質(zhì)不可伸長的細(xì)繩相連,跨放
10、在質(zhì)量不計(jì)的光滑定滑輪兩側(cè),質(zhì)量分別為mA=2 kg、mB=1 kg.初始時(shí)A靜止于水平地面上,B懸于空中,現(xiàn)將B豎直向上再舉高h(yuǎn)=1.8 m(未觸及滑輪),然后由靜止釋放.一段時(shí)間后細(xì)繩繃直,A、B以大小相等的速度一起運(yùn)動,之后B恰好可以和地面接觸.取g=10 m/s2,空氣阻力不計(jì).求:
(1)B從釋放到細(xì)繩剛繃直時(shí)的運(yùn)動時(shí)間t;
(2)A的最大速度v的大?。?
(3)初始時(shí)B離地面的高度H.
解析 (1)B從釋放到細(xì)繩剛繃直前做自由落體運(yùn)動,有
h=gt2,①
代入數(shù)據(jù)解得t=0.6 s.②
(2)設(shè)細(xì)繩繃直前瞬間B速度大小為vB,有
vB=gt,③
細(xì)繩繃直瞬間,細(xì)繩張力遠(yuǎn)大于A、B的重力,A、B相互作用,由動量守恒得mBvB=(mA+mB)v,④
之后A做勻減速運(yùn)動,所以細(xì)繩繃直后瞬間的速度v即最大速度,聯(lián)立②③④式,代入數(shù)據(jù)解得v=2 m/s.⑤
(3)細(xì)繩繃直后,A、B一起運(yùn)動,B恰好可以和地面接觸,說明此時(shí)A、B的速度為零,這一過程中A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,有
(mA+mB)v2+mBgH=mAgH,⑥
代入數(shù)據(jù)解得H=0.6 m.
答案 (1)0.6 s (2)2 m/s (3)0.6 m