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1、(江蘇專版)2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題五 第一講 動量守恒定律課后達標(biāo)檢測卷(含解析)
1.(2018·全國卷Ⅱ)高空墜物極易對行人造成傷害。若一個50 g的雞蛋從一居民樓的25層墜下,與地面的碰撞時間約為2 ms,則該雞蛋對地面產(chǎn)生的沖擊力約為( )
A.10 N B.102 N
C.103 N D.104 N
解析:選C 設(shè)每層樓高約為3 m,則下落高度約為h=3×25 m=75 m,達到的速度v2=2gh,根據(jù)動量定理(F-mg)t=0-(-mv),解得雞蛋受到地面的沖擊力F=+mg≈103 N,由牛頓第三定律知C正確。
2.[多選]如圖所示,質(zhì)量為m的
2、小球從距離地面高H的A點由靜止開始釋放,落到地面上后又陷入泥潭中,由于受到阻力作用,到達距地面深度為h的B點時速度減為零。不計空氣阻力,重力加速度為g。關(guān)于小球下落的整個過程,下列說法正確的有( )
A.小球的機械能減少了mg(H+h)
B.小球克服阻力做的功為mgh
C.小球所受阻力的沖量大于m
D.小球動量的改變量等于所受阻力的沖量
解析:選AC 小球在整個過程中,動能變化量為零,重力勢能減少了mg(H+h),則小球的機械能減少了mg(H+h),故A正確;對小球下落的全過程運用動能定理得,mg(H+h)-Wf=0,則小球克服阻力做功Wf=mg(H+h),故B錯誤;小球落到地面的
3、速度v=,對進入泥潭的過程運用動量定理得:IG-IF=0-m,得:IF=IG+m,可知阻力的沖量大于m,故C正確;對全過程分析,運用動量定理知,動量的改變量等于重力的沖量和阻力沖量的矢量和,故D錯誤。
3.一枚火箭搭載著衛(wèi)星以速率v0進入太空預(yù)定位置,由控制系統(tǒng)使箭體與衛(wèi)星分離。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( )
A.v0-v2 B.v0+v2
C.v0-v2 D.v0+(v0-v2)
解析:選D 火箭和衛(wèi)星組成的系統(tǒng),在分離前、后沿原運動方向上動量守恒,由動
4、量守恒定律有:(m1+m2)v0=m1v1+m2v2,解得:v1=v0+(v0-v2),D項正確。
4.如圖所示,有一條捕魚小船??吭诤叴a頭,小船又窄又長(估計一噸左右)。一位同學(xué)想用一個卷尺粗略測定它的質(zhì)量,他進行了如下操作:首先將船平行碼頭自由停泊,然后他輕輕從船尾上船,走到船頭后停下,而后輕輕下船,用卷尺測出船后退的距離d,然后用卷尺測出船長L。已知他自身的質(zhì)量為m,則漁船的質(zhì)量為( )
A. B.
C. D.
解析:選B 設(shè)人走動時船的速度大小為v,人的速度大小為v′,人從船尾走到船頭所用時間為t,則v=,v′=,取船的速度為正方向,根據(jù)動量守恒定律可得Mv-mv′=0
5、,即M=m,解得漁船的質(zhì)量M=,故B正確。
5.(2018·鹽城三模)在氣墊導(dǎo)軌上,一個質(zhì)量為0.6 kg的滑塊甲以0.15 m/s的速度與另一質(zhì)量為0.4 kg、速度為0.1 m/s并沿反方向運動的滑塊乙迎面相撞,碰撞后兩個滑塊粘在一起,則碰撞后兩個滑塊一起運動的速度大小為________m/s,碰撞過程中乙滑塊受到甲沖量大小為________N·s。
解析:選甲的初速度為正方向,根據(jù)動量守恒定律有:m甲v甲-m乙v乙=(m甲+m乙)v,代入數(shù)據(jù)解得:v=0.05 m/s,
對乙應(yīng)用動量定理有:I=m乙v-(-m乙v乙),代入數(shù)據(jù)解得:I=0.06 N·s。
答案:0.05 0.06
6、
6.(2018·江蘇高考)如圖所示,懸掛于豎直彈簧下端的小球質(zhì)量為m,運動速度的大小為v,方向向下。經(jīng)過時間t,小球的速度大小為v,方向變?yōu)橄蛏?。忽略空氣阻力,重力加速度為g,求該運動過程中,小球所受彈簧彈力沖量的大小。
解析:取向上為正方向,根據(jù)動量定理
mv-(-mv)=I-mgt
解得I=2mv+mgt。
答案:2mv+mgt
7.(2018·江蘇七市三模)如圖所示,在光滑水平冰面上,一蹲在滑板上的小孩推著冰車一起以速度v0=1.0 m/s向左勻速運動。某時刻小孩將冰車以相對冰面的速度v1=7.0 m/s向左推出,冰車與豎直墻發(fā)生碰撞后原速率彈回。已知冰車的質(zhì)量為m1=10
7、 kg,小孩與滑板的總質(zhì)量為m2=30 kg,小孩與滑板始終無相對運動。(取g=10 m/s2)
(1)求冰車與豎直墻發(fā)生碰撞過程中,墻對冰車的沖量大小I;
(2)通過計算判斷,冰車能否追上小孩?
解析:(1)取向右為正方向,冰車與墻碰撞過程中由動量定理有
I=m1v1-(-m1v1)
代入數(shù)據(jù)解得I=140 N·s。
(2)取向左為正方向,設(shè)小孩推出冰車后與滑板共同運動的速度為v,
由動量守恒定律有
(m1+m2)v0=m1v1+m2v
解得v=-1.0 m/s,則小孩推出冰車后與滑板向右運動。
由于|v|
8、)冰車能追上小孩
8.(2018·南京、鹽城二模)在2018年冬奧會花樣滑冰雙人滑比賽中,中國選手隋文靜、韓聰組合獲得亞軍。如圖所示為某次訓(xùn)練中情景,他們攜手滑步,相對光滑冰面的速度為1.0 m/s。韓聰突然將隋文靜向原先運動方向推開,推力作用時間為2.0 s,隋文靜的速度大小變?yōu)?.0 m/s。假設(shè)隋文靜和韓聰?shù)馁|(zhì)量分別為40 kg和60 kg,求:
(1)推開后韓聰?shù)乃俣却笮。?
(2)推開過程中隋文靜對韓聰?shù)钠骄饔昧Υ笮 ?
解析:(1)以原來運動方向為正方向,由動量守恒定律得
(m1+m2)v=m1v1+m2v2
解得v2=-1 m/s,速度大小為1 m/s。
(2)由動量
9、定理Ft=m2v2-m2v,解得F=-60 N,即大小為60 N。
答案:(1)1 m/s (2)60 N
9.(2018·蘇北四市一模)如圖所示,光滑水平面上小球A、B分別以1.2 m/s、2.0 m/s的速率相向運動,碰撞后B球靜止。已知碰撞時間為0.05 s,A、B的質(zhì)量均為0.2 kg。求:
(1)碰撞后A球的速度大??;
(2)碰撞過程A對B平均作用力的大小。
解析:(1)A、B系統(tǒng)動量守恒,取B球的運動方向為正方向,
由動量守恒定律得mvB-mvA=0+mvA′
解得vA′=0.8 m/s。
(2)對B,由動量定理得:-·Δt=ΔpB=0-mvB
解得:=8 N。
10、
答案:(1)0.8 m/s (2)8 N
10.(2018·北京高考)2022年將在我國舉辦第二十四屆冬奧會,跳臺滑雪是其中最具觀賞性的項目之一。某滑道示意圖如圖所示,長直助滑道AB與彎曲滑道BC平滑銜接,滑道BC高h=10 m,C是半徑R=20 m圓弧的最低點。質(zhì)量m=60 kg 的運動員從A處由靜止開始勻加速下滑,加速度a=4.5 m/s2,到達B點時速度vB=30 m/s。取重力加速度g=10 m/s2。
(1)求長直助滑道AB的長度L;
(2)求運動員在AB段所受合外力的沖量I的大?。?
(3)若不計BC段的阻力,畫出運動員經(jīng)過C點時的受力圖,并求其所受支持力FN的大小。
解析:(1)根據(jù)勻變速直線運動公式,
有L==100 m。
(2)根據(jù)動量定理,有I=mvB-mvA=1 800 N·s。
(3)運動員經(jīng)過C點時的受力如圖所示。
根據(jù)牛頓第二定律,有
FN-mg=m
運動員在BC段運動的過程中,根據(jù)動能定理,有
mgh=mvC2-mvB2
解得FN=3 900 N。
答案:(1)100 m (2)1 800 N·s
(3)受力圖見解析 3 900 N