2020屆高三物理一輪總復習 （選修3-5）1 動量守恒定律及其應(yīng)用課時作業(yè) 新人教版

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1、動量守恒定律及其應(yīng)用 一、選擇題1如圖所示，光滑水平面上兩小車中間夾一壓縮了的輕彈簧，兩手分別按住小車，使它們靜止，對兩車及彈簧組成的系統(tǒng)，下列說法中不正確的是()A兩手同時放開后，系統(tǒng)總動量始終為零B先放開左手，后放開右手，動量不守恒C先放開左手，后放開右手，總動量向左D無論何時放手，兩手放開后在彈簧恢復原長的過程中，系統(tǒng)總動量都保持不變，但系統(tǒng)的總動量不一定為零【解析】當兩手同時放開時，系統(tǒng)所受的合外力為零，所以系統(tǒng)的動量守恒，又因開始時總動量為零，故系統(tǒng)總動量始終為零，選項A正確；先放開左手，左邊的物體就向左運動，當再放開右手后，系統(tǒng)所受合外力為零，故系統(tǒng)的動量守恒，且開始時總動量方向向

2、左，放開右手后總動量方向也向左，故選項B錯而C、D正確【答案】B2在如圖所示的裝置中，木塊B與水平桌面間的接觸是光滑的，子彈沿水平方向射入木塊后留在其中，將彈簧壓縮到最短若將子彈、木塊和彈簧合在一起作為系統(tǒng)，則此系統(tǒng)在從子彈開始射入到彈簧被壓縮至最短的整個過程中()A動量守恒、機械能守恒B動量不守恒、機械能不守恒C動量守恒、機械能不守恒D動量不守恒、機械能守恒【解析】子彈射入木塊是瞬間完成的，這個過程相當于子彈與木塊發(fā)生一次完全非彈性碰撞，動量守恒，機械能不守恒，一部分動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，之后木塊(連同子彈)壓縮彈簧，將其動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能，這個過程機械能守恒，但動量不守恒由于左側(cè)擋板支持力的作用

3、，使系統(tǒng)的動量不斷減少，所以整個過程中，動量和機械能均不守恒【答案】B3(2020龍巖聯(lián)考)我國發(fā)現(xiàn)的“神舟十號”飛船與“天宮一號”空間站實現(xiàn)了完美對接假設(shè)“神舟十號”到達對接點附近時對地的速度為v，此時的質(zhì)量為m；欲使飛船追上“天宮一號”實現(xiàn)對接，飛船需加速到v1，飛船發(fā)動機點火，將質(zhì)量為m的燃氣一次性向后噴出，燃氣對地向后的速度大小為v2.這個過程中，下列各表達式正確的是()Amvmv1mv2Bmvmv1mv2Cmv(mm)v1mv2Dmv(mm)v1mv2【解析】飛船發(fā)動機點火噴出燃氣，由動量守恒定律，mv(mm)v1mv2，選項C正確【答案】C4.在光滑的水平面上有兩個在同一直線上相向

4、運動的小球，其中甲球的質(zhì)量m14 kg，乙球的質(zhì)量m21 kg，規(guī)定向左為正方向，碰撞前后甲球的vt圖象如圖所示已知兩球發(fā)生正碰后粘在一起，則碰前乙球速度的大小和方向分別為()A3 m/s，向右 B3 m/s，向左C13 m/s，向左 D13 m/s，向右【解析】由動量守恒定律有，m1v1m2v2(m1m2)v，解得v213 m/s，方向向右，選項D正確【答案】D5.(2020安徽聯(lián)考)如圖所示，質(zhì)量為m的人，站在質(zhì)量為M的車的一端，相對于地面靜止當車與地面間的摩擦可以不計時，人由一端走到另一端的過程中，則()A人運動得越快，車運動得越慢B車的運動方向與人的運動方向相反C人在車上行走時，車可以

5、相對地面靜止D車的運動方向可以與人的運動方向相同【解析】人與車組成的系統(tǒng)在水平方向上動量守恒，且初動量為0，所以人由車的一端走到另一端的過程中，人與車的速度方向總是相反的，且人的速度大小增大時，車的速度大小也增大，選項B正確【答案】B6(2020銀川模擬)甲、乙兩個溜冰者的質(zhì)量分別為48 kg和50 kg，甲手里拿著質(zhì)量為2 kg的球，兩人均以2 m/s的速率在光滑的冰面上沿同一直線相向滑行，甲將球傳給乙，乙再將球傳給甲，這樣拋接幾次后，球又回到甲的手里，乙的速度為零，則甲的速度大小為()A0 B2 m/sC4 m/s D無法確定【解析】甲、乙、球三者在整個過程中動量守恒，有(m甲m球)v1m

6、乙v1(m甲m球)v，代入數(shù)據(jù)得v0，選項A正確【答案】A7.如圖所示，在水平面內(nèi)有一質(zhì)量分布均勻的木桿可繞端點O在水平面上自由轉(zhuǎn)動一顆子彈以垂直于桿的水平速度v0擊中靜止木桿上的P點，并隨木桿一起轉(zhuǎn)動已知木桿質(zhì)量為M，長度為L，子彈質(zhì)量為m，點P到點O的距離為x.忽略木桿與水平面間的摩擦設(shè)子彈擊中木桿后繞點O轉(zhuǎn)動的角速度為.下面給出的四個表達式中只有一個是合理的根據(jù)你的判斷，的合理表達式應(yīng)為()A BC D【解析】由角速度的單位rad/s，可排除選項B；由木桿質(zhì)量M時，0，可排除選項C；由點P到點O的距離x0時，0，可排除選項D；故選A.【答案】A8.(多選)如圖所示，質(zhì)量相等的兩個滑塊位于

7、光滑水平桌面上其中，彈簧兩端分別與靜止的滑塊N和擋板P相連接，彈簧與擋板的質(zhì)量均不計；滑塊M以初速度v0向右運動，它與擋板P碰撞后開始壓縮彈簧，最后，滑塊N以速度v0向右運動在此過程中()AM的速度等于0時，彈簧的彈性勢能最大BM與N具有相同的速度時，兩滑塊動能之和最小CM的速度為v0/2時，彈簧的長度最長DM的速度為v0/2時，彈簧的長度最短【解析】M、N兩滑塊碰撞過程中動量守恒，當M與N具有相同的速度v0/2時，系統(tǒng)動能損失最大，損失的動能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能，即彈簧彈性勢能最大，A錯誤，B正確；M的速度為v0/2時，彈簧的壓縮量最大，彈簧的長度最短，C錯誤，D正確【答案】BD9. 如圖所

8、示，在光滑的水平面上放有一物體M，物體上有一光滑的半圓弧軌道，軌道半徑為R，最低點為C，兩端A、B等高，現(xiàn)讓小滑塊m從A點由靜止下滑，在此后的過程中，則()AM和m組成的系統(tǒng)機械能守恒，動量守恒BM和m組成的系統(tǒng)機械能守恒，動量不守恒Cm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Dm從A到B的過程中，M運動的位移為【解析】M和m組成的系統(tǒng)只有動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化，沒有其他能量產(chǎn)生，因此系統(tǒng)機械能守恒，而系統(tǒng)在水平方向所受合外力為零，動量在水平方向守恒，豎直方向上動量不守恒，因此系統(tǒng)總的動量不守恒，A錯，B對；m從A到C的過程中對M有向左下方的壓力使之向左加速運動，m從C到B的

9、過程中對M有向右下方的壓力使之向左減速運動，C錯；M和m組成的系統(tǒng)滿足水平方向上動量守恒，故有Mv1mv2，兩邊都乘以時間有Mv1tmv2t，即對應(yīng)位移滿足Mx1mx2，而2Rx1x2，聯(lián)立解得x1，D錯【答案】B10(多選)某人身系彈性繩自高空p點自由下落，圖中a點是彈性繩的原長位置，c點是人所到達的最低點，b點是人靜止懸吊時的平衡位置，不計空氣阻力，則下列說法中正確的是()A從p至c過程中重力的沖量大于彈性繩彈力的沖量B從p至c過程中重力所做功等于人克服彈力所做的功C從p至b過程中人的速度不斷增大D從a至c過程中加速度方向保持不變【解析】人完成從p到c的過程中經(jīng)歷了自由下落、變加速、變減速

10、三個運動過程考慮全過程p至c，外力的總沖量等于重力的沖量和彈性繩的彈力沖量的矢量和，由動量定理知人所受外力的總沖量等于人的動量變化，人在p和c兩處，速度均為零即動量都為零，因此動量的變化為零，則有重力的沖量與彈性繩彈力的沖量大小相等，方向相反，總沖量為零，選項A錯；同樣人在p和c兩處，動能均為零，動能的變化為零，由動能定理知，重力所做的功等于人克服彈力所做的功，選項B正確；人由p到b的過程，前一過程(pa)自由落體，后一過程(ab)由于彈性繩伸長，彈力F增加，重力G不變，人所受合力GF不斷減小，方向向下，人做的是加速度在減小的加速運動，選項C正確；由于b是人靜止懸吊時的平衡位置，當人由b運動至

11、c的過程，彈力大于重力，合力方向向上，加速度方向向上，因此選項D錯【答案】BC二、非選擇題11.(2020新課標全國)如圖所示，在足夠長的光滑水平面上，物體A、B、C位于同一直線上，A位于B、C之間A的質(zhì)量為m，B、C的質(zhì)量都為M，三者均處于靜止狀態(tài)現(xiàn)使A以某一速度向右運動，求m和M之間應(yīng)滿足什么條件，才能使A只與B、C各發(fā)生一次碰撞設(shè)物體間的碰撞都是彈性的【解析】A向右運動與C發(fā)生第一次碰撞，碰撞過程中，系統(tǒng)的動量守恒、機械能守恒設(shè)速度方向向右為正，開始時A的速度為v0，第一次碰撞后C的速度為vC1，A的速度為vA1，由動量守恒定律和機械能守恒定律得mv0mvA1MvC1mvmvMv聯(lián)立式得

12、vA1v0vC1v0如果mM，第一次碰撞后，A與C速度同向，且A的速度小于C的速度，不可能與B發(fā)生碰撞；如果mM，第一次碰撞后，A停止，C以A碰前的速度向右運動，A不可能與B發(fā)生碰撞；所以只需考慮mM的情況第一次碰撞后，A反向運動與B發(fā)生碰撞設(shè)與B發(fā)生碰撞后，A的速度為vA2，B的速度為vB1，同樣有vA2vA12v0根據(jù)題意，要求A只與B、C各發(fā)生一次碰撞，應(yīng)有vA2vC1聯(lián)立式得m24mMM20解得m(2)M另一解m(2)M舍去所以，m和M應(yīng)滿足的條件為(2)MmM【答案】(2)MmM12(2020浙江自選)一輛質(zhì)量m13.0103 kg的小貨車因故障停在車道上，后面一輛質(zhì)量m21.510

13、3 kg的轎車來不及剎車，直接撞入貨車尾部失去動力相撞后兩車一起沿轎車運動方向滑行了s6.75 m停下已知車輪與路面的動摩擦因數(shù)0.6，求碰撞前轎車的速度大小(重力加速度取g10 m/s2)【解析】由牛頓運動定律得ag6 m/s2v9 m/s由動量守恒定律得m2v0(m1m2)vv0v27 m/s【答案】27 m/s13.(2020山東卷)如圖所示，三個質(zhì)量相同的滑塊A、B、C，間隔相等地靜置于同一水平直軌道上現(xiàn)給滑塊A向右的初速度v0，一段時間后A與B發(fā)生碰撞，碰后A、B分別以v0、v0的速度向右運動，B再與C發(fā)生碰撞，碰后B、C粘在一起向右運動滑塊A、B與軌道間的動摩擦因數(shù)為同一恒定值兩次

14、碰撞時間均極短求B、C碰后瞬間共同速度的大小【解析】設(shè)滑塊質(zhì)量為m，A與B碰撞前A的速度為vA，由題意知，碰后A的速度vAv0B的速度vBv0由動量守恒定律得mvAmvAmvB設(shè)碰撞前A克服軌道阻力所做的功為WA，由功能關(guān)系得WAmvmv設(shè)B與C碰撞前B的速度為vB，B克服軌道阻力所做的功為WB，由功能關(guān)系得WBmvmvB2據(jù)題意可知WAWB設(shè)B、C碰后瞬間共同速度的大小為v，由動量守恒定律得mvB2mv聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得vv0【答案】v014如圖所示，木塊A的質(zhì)量mA1 kg，足夠長的木板B的質(zhì)量mB4 kg，質(zhì)量為mC2 kg的木塊C置于木板B上，水平面光滑，B、C之間有摩擦現(xiàn)使A以v010 m/s的初速度向右勻速運動，與B碰撞后將以vA4 m/s速度彈回求：(1)B運動過程中的最大速度(2)C運動過程中的最大速度【解析】(1)碰后瞬間B速度最大，由動量守恒定律得mAv0mA(vA)mBvB所以vB m/s3.5 m/s.(2)B、C以共同速度運動時，C速度最大，由動量守恒定律得mBvB(mBmC)vC所以vC m/s m/s.【答案】(1)3.5 m/s(2) m/s