2020高考物理一輪總復(fù)習(xí) 第六章 動(dòng)量 基礎(chǔ)課2 動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用練習(xí)（含解析）新人教版

第六章 基礎(chǔ)課 2 動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用一、選擇題1.一顆子彈水平射入置于光滑水平面上的木塊A并留在其中，A、B用一根彈性良好的輕質(zhì)彈簧連在一起，如圖所示則在子彈打擊木塊A及彈簧被壓縮的過程中，對(duì)子彈、兩木塊和彈簧組成的系統(tǒng)()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無法判定動(dòng)量、機(jī)械能是否守恒解析：選C動(dòng)量守恒的條件是系統(tǒng)不受外力或所受外力的合力為零，本題中子彈、兩木塊、彈簧組成的系統(tǒng)，水平方向上不受外力，豎直方向上所受外力的合力為零，所以動(dòng)量守恒機(jī)械能守恒的條件是除重力、彈力對(duì)系統(tǒng)做功外，其他力對(duì)系統(tǒng)不做功，本題中子彈射入木塊瞬間有部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，只有選項(xiàng)C正確2.(2019屆南平模擬)如圖所示，A、B兩物體質(zhì)量分別為mA、mB，且mA>mB，置于光滑水平面上，相距較遠(yuǎn)將兩個(gè)大小均為F的力，同時(shí)分別作用在A、B上經(jīng)過相同距離后，撤去兩個(gè)力，兩物體發(fā)生碰撞并粘在一起后將()A停止運(yùn)動(dòng)B向左運(yùn)動(dòng)C向右運(yùn)動(dòng) D運(yùn)動(dòng)方向不能確定解析：選C已知兩個(gè)力大小相等，mA>mB，由牛頓第二定律可知，兩物體的加速度aA<aB，又知xAxB，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得xAaAtA2，xBaBtB2，可知tA>tB，由IAFtA，IBFtB，可得IA>IB，由動(dòng)量定理可知pA0IA，pB0IB，則pA>pB，碰前系統(tǒng)總動(dòng)量方向向右，碰撞過程動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律可知，碰后總動(dòng)量方向向右，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確3(多選)質(zhì)量為m的小球A，沿光滑水平面以速度v0與質(zhì)量為2m的靜止小球B發(fā)生正碰碰撞后，A球的動(dòng)能變?yōu)樵瓉淼模敲葱∏駼的速度可能是()A.v0 B.v0C.v0 D.v0解析：選AB要注意的是，兩球的碰撞不一定是彈性碰撞，A球碰后動(dòng)能變?yōu)樵瓉淼模瑒t其速度大小變?yōu)樵瓉淼?兩球在光滑水平面上正碰，碰后A球的運(yùn)動(dòng)有兩種可能，繼續(xù)沿原方向運(yùn)動(dòng)或被反彈當(dāng)以A球原來的速度方向?yàn)檎较驎r(shí)，則vA±v0，根據(jù)兩球碰撞前、后的總動(dòng)量守恒，有mv00m×v02mvB，mv00m×2mvB，解得vBv0，vBv0.又·m2·2m2<mv02，m2·2m2mv02，即碰后動(dòng)能沒有增加，所以A、B正確4.(多選)如圖所示，小車C放在光滑地面上，A、B兩人站在車的兩端，這兩人同時(shí)開始相向行走，發(fā)現(xiàn)車向左運(yùn)動(dòng)，分析小車運(yùn)動(dòng)的原因可能是()AA、B質(zhì)量相等，但A比B速率大BA、B質(zhì)量相等，但A比B速率小CA、B速率相等，但A比B的質(zhì)量大DA、B速率相等，但A比B的質(zhì)量小解析：選AC兩人及車組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，則mAvAmBvBmCvC0，得mAvAmBvB>0，即mAvA>mBvB.5.(2019屆泉州質(zhì)檢)如圖所示，兩個(gè)大小相同、質(zhì)量均為m的小彈珠靜止在水平地面上，某小孩在極短時(shí)間內(nèi)給第一個(gè)彈珠一個(gè)水平?jīng)_量使其向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)彈珠運(yùn)動(dòng)了距離L時(shí)與第二個(gè)彈珠發(fā)生彈性正碰，碰后第二個(gè)彈珠運(yùn)動(dòng)了2L后停下已知彈珠所受阻力大小恒為重力的k倍，重力加速度為g，則小孩對(duì)第一個(gè)彈珠()A施加的沖量為m B施加的沖量為mC做的功為kmgL D做的功為3kmgL解析：選D兩個(gè)完全相同的小球發(fā)生彈性碰撞，速度交換，設(shè)第二個(gè)小球碰后的速度為v，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律v22kg·2L，對(duì)第一個(gè)小球，設(shè)小孩對(duì)其做功為W，根據(jù)動(dòng)能定理WkmgLmv2，代入可求W3kmgL，故C錯(cuò)誤，D正確；設(shè)小孩施加的沖量為I，則I22mW，解得Im，故A、B錯(cuò)誤6.(多選)如圖所示，小車AB放在光滑水平面上，A端固定一個(gè)輕彈簧，B端粘有油泥，小車總質(zhì)量為M，質(zhì)量為m的木塊C放在小車上，用細(xì)繩連接于小車的A端并使彈簧壓縮，開始時(shí)AB和C都靜止，當(dāng)突然燒斷細(xì)繩時(shí)，C被釋放，使C離開彈簧向B端沖去，并跟B端油泥粘在一起，忽略一切摩擦，以下說法正確的是()A彈簧伸長(zhǎng)過程中C向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)小車也向右運(yùn)動(dòng)BC與油泥碰前，C與小車的速率之比為MmCC與油泥粘在一起后，小車立即停止運(yùn)動(dòng)DC與油泥粘在一起后，小車?yán)^續(xù)向右運(yùn)動(dòng)解析：選BC小車與木塊C組成的系統(tǒng)在水平方向上動(dòng)量守恒，C向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，小車應(yīng)向左運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；設(shè)碰前C的速率為v1，小車的速率為v2，則0mv1Mv2，得，故B正確；設(shè)C與油泥粘在一起后，小車、C的共同速度為v共，則0(Mm)v共，得v共0，故C正確，D錯(cuò)誤7(2018屆華大新高考聯(lián)盟測(cè)評(píng))光滑水平地面上有兩個(gè)靜止的小物塊a和b，a的質(zhì)量為m，b的質(zhì)量M可以取不同的數(shù)值現(xiàn)使a以某一速度向b運(yùn)動(dòng)，此后a與b發(fā)生彈性碰撞，則()A當(dāng)Mm時(shí)，碰撞后b的速度最大B當(dāng)Mm時(shí)，碰撞后b的動(dòng)能最大C當(dāng)M>m時(shí)，若M越小，碰撞后b的速度越小D當(dāng)M<m時(shí)，若M越大，碰撞后b的動(dòng)量越小解析：選Ba與b發(fā)生彈性碰撞，由動(dòng)量守恒定律，mv0mv1Mv2，由機(jī)械能守恒定律，mv02mv12Mv22，聯(lián)立解得v1 v0，v2v0.顯然，當(dāng)M0時(shí)，b的速度最大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)Mm時(shí)，碰撞后a的速度為零，動(dòng)能為零，b的動(dòng)能最大，選項(xiàng)B正確；當(dāng)M>m時(shí)，若M越小，碰撞后b的速度越大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)M<m時(shí)，若M越大，碰撞后a的速度越小，a的動(dòng)量越小b的動(dòng)量Mv2v0v0，若M越大，碰撞后b的動(dòng)量越大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤8(多選)(2018屆湖南師大附中檢測(cè))質(zhì)量為m，速度為v的A球跟質(zhì)量為3m的靜止的B球發(fā)生正碰碰撞可能是彈性的，也可能是非彈性的，因此碰撞后B球的速度可能值為()A0.6v B0.4vC0.2v D0.3v解析：選BD若vB0.6v，選v的方向?yàn)檎?，由?dòng)量守恒得mvmvA3m·0.6v，解得vA0.8v，碰撞前系統(tǒng)的總動(dòng)能為Ekmv2.碰撞后系統(tǒng)的總動(dòng)能為EkmvA2×3mvB2>mv2，違反了能量守恒定律，不可能，故A錯(cuò)誤；若vB0.4v，由動(dòng)量守恒得mvmvA3m·0.4v，解得vA0.2v，碰撞后系統(tǒng)的總動(dòng)能為EkmvA2×3mvB2<mv2，不違反能量守恒定律，是可能的，故B正確；A、B發(fā)生完全非彈性碰撞，則有mv(m3m)vB，vB0.25v，這時(shí)B獲得的速度最小，所以vB0.2v，是不可能的，故C錯(cuò)誤；若vB0.3v，由動(dòng)量守恒得mvmvA3m·0.3v，解得vA0.1v，碰撞后系統(tǒng)的總動(dòng)能為EkmvA2×3mvB2<mv2，不違反能量守恒定律，是可能的，故D正確9.(多選)(2018屆湖北省華大新高考聯(lián)盟質(zhì)量測(cè)評(píng))兩滑塊a、b沿水平面上同一條直線運(yùn)動(dòng)，并發(fā)生碰撞，碰撞前后兩者的位置x隨時(shí)間t變化的圖象如圖所示，已知a的質(zhì)量為80 g，則下列判斷正確的是()A碰撞前滑塊a、b的運(yùn)動(dòng)方向相同B碰撞后滑塊b的速度大小是0.75 m/sC滑塊b的質(zhì)量為100 gD碰撞前后滑塊a、b組成的系統(tǒng)損失的動(dòng)能為1.4 J解析：選CD由x­t圖象的斜率表示速度，可知，碰撞前滑塊a、b的運(yùn)動(dòng)方向相反，A錯(cuò)誤；碰撞后，滑塊b的速度vb1 m/s，速度大小為1 m/s，B錯(cuò)誤；碰撞前，滑塊a的速度va5 m/s；b的速度vb3 m/s，碰撞后a的速度為0.兩滑塊碰撞過程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以b的初速度方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律得mavambvbmbvb，解得mb100 g，C正確；碰撞前后滑塊a、b組成的系統(tǒng)損失的動(dòng)能為Ekmava2mbvb2mbvb2，解得Ek1.4 J，D正確10.(2018屆北京豐臺(tái)區(qū)質(zhì)檢)如圖所示，兩質(zhì)量分別為m1和m2的彈性小球A、B疊放在一起，從高度為h處自由落下，h遠(yuǎn)大于兩小球半徑，落地瞬間，B先與地面碰撞，后與A碰撞，所有的碰撞都是彈性碰撞，且都發(fā)生在豎直方向、碰撞時(shí)間均可忽略不計(jì)已知m23m1，則A反彈后能達(dá)到的高度為()Ah B2hC3h D4h解析：選D所有的碰撞都是彈性碰撞，所以不考慮能量損失設(shè)豎直向上為正方向，根據(jù)機(jī)械能守恒定律和動(dòng)量守恒定律可得，(m1m2)gh(m1m2)v2，m2vm1vm1v1m2v2，(m1m2)v2m1v12m2v22，m1v12m1gh1，將m23m1代入，聯(lián)立可得h14h，選項(xiàng)D正確二、非選擇題11.(2018年全國(guó)卷)汽車A在水平冰雪路面上行駛駕駛員發(fā)現(xiàn)其正前方停有汽車B，立即采取制動(dòng)措施，但仍然撞上了汽車B.兩車碰撞時(shí)和兩車都完全停止后的位置如圖所示，碰撞后B車向前滑動(dòng)了4.5 m，A車向前滑動(dòng)了2.0 m已知A和B的質(zhì)量分別為2.0×103 kg和1.5×103 kg，兩車與該冰雪路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.10，兩車碰撞時(shí)間極短，在碰撞后車輪均沒有滾動(dòng)，重力加速度大小g10 m/s2.求：(1)碰撞后的瞬間B車速度的大小；(2)碰撞前的瞬間A車速度的大小解析：(1)設(shè)B車的質(zhì)量為mB，碰后加速度大小為aB.根據(jù)牛頓第二定律有mBgmBaB式中是汽車與路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)設(shè)碰撞后瞬間B車速度的大小為vB，碰撞后滑行的距離為xB.由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有vB22aBxB聯(lián)立式并利用題給數(shù)據(jù)得vB3 m/s.(2)設(shè)A車的質(zhì)量為mA，碰后加速度大小為aA.根據(jù)牛頓第二定律有mAgmAaA設(shè)碰撞后瞬間A車速度大小為vA，碰撞后滑行的距離為xA.由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有vA22aAxA設(shè)碰撞前的瞬間A車的速度大小為vA.兩車在碰撞過程中動(dòng)量守恒，有mAvAmAvAmBvB聯(lián)立式并利用題給數(shù)據(jù)得vA4.25 m/s. 答案：(1)3 m/s(2)4.25 m/s12(2019屆南通模擬)如圖，質(zhì)量為M的小車靜止在光滑的水平面上，小車AB段是半徑為R的四分之一圓弧光滑軌道，BC段是長(zhǎng)為L(zhǎng)的水平粗糙軌道，兩段軌道相切于B點(diǎn)，一質(zhì)量為m的滑塊在小車上從A點(diǎn)由靜止開始沿軌道滑下，重力加速度為g.(1)若固定小車，求滑塊運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)小車的最大壓力；(2)若不固定小車，滑塊仍從A點(diǎn)由靜止下滑，然后滑入BC軌道，最后從C點(diǎn)滑出小車，已知滑塊質(zhì)量m，在任一時(shí)刻滑塊相對(duì)地面速度的水平分量是小車速度大小的2倍，滑塊與軌道BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，求：滑塊運(yùn)動(dòng)過程中，小車的最大速度vm；滑塊從B到C運(yùn)動(dòng)過程中，小車的位移大小解析：(1)滑塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度最大，受到的支持力最大；滑塊下滑的過程中機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律得mgRmvB2，滑塊在B點(diǎn)處受到的支持力與重力的合力提供向心力，由牛頓第二定律得Nmgm，解得N3mg由牛頓第三定律得滑塊對(duì)小車的壓力NN3mg即滑塊運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)小車的最大壓力是3mg.(2)在任一時(shí)刻滑塊相對(duì)地面速度的水平分量是小車速度大小的2倍，設(shè)小車的最大速度是vm，由機(jī)械能守恒定律得mgRMvm2m(2vm)2，解得vm .由于在任一時(shí)刻滑塊相對(duì)地面速度的水平分量是小車速度大小的2倍，所以滑塊從B到C運(yùn)動(dòng)過程中，滑塊的平均速度是小車的平均速度的2倍，即滑塊2車由于它們運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，根據(jù)xt可得s滑塊2s車又s滑塊s車L所以小車的位移大小s車L.答案：(1)3mg(2) L7