高考物理一轮复习课后限时作业25动量守恒定律（含解析）新人教版.docx

课后限时作业25动量守恒定律时间：45分钟1.一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A并留在其中，A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，如图所示则在子弹打击木块A及弹簧被压缩的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统(C)A动量守恒，机械能守恒B动量不守恒，机械能守恒C动量守恒，机械能不守恒D无法判定动量、机械能是否守恒解析：动量守恒的条件是系统不受外力或所受外力的合力为零，本题中子弹、两木块、弹簧组成的系统，水平方向上不受外力，竖直方向上所受外力的合力为零，所以动量守恒机械能守恒的条件是除重力、弹力对系统做功外，其他力对系统不做功，本题中子弹射入木块瞬间有部分机械能转化为内能，故系统机械能不守恒，只有选项C正确2如图所示，A、B两物体质量分别为mA、mB，且mAmB，置于光滑水平面上，相距较远将两个大小均为F的力，同时分别作用在A、B上经过相同距离后，撤去两个力，两物体发生碰撞并粘在一起后将(C)A停止运动 B向左运动C向右运动 D运动方向不能确定解析：已知两个力大小相等，mAmB，由牛顿第二定律可知，两物体的加速度aAtB，由IAFtA，IBFtB，可得IAIB，由动量定理可知pA0IA，pB0IB，则pApB，碰前系统总动量方向向右，碰撞过程动量守恒，由动量守恒定律可知，碰后总动量方向向右，故A、B、D错误，C正确3(多选)质量为M和m0的滑块用轻弹簧连接，以恒定的速度v沿光滑水平面运动，与位于正对面的质量为m的静止滑块发生碰撞，如图所示，碰撞时间极短，在此过程中，下列情况可能发生的是(BC)AM、m0、m速度均发生变化，分别为v1、v2、v3，而且满足(Mm0)vMv1m0v2mv3Bm0的速度不变，M和m的速度变为v1和v2，而且满足MvMv1mv2Cm0的速度不变，M和m的速度都变为v，且满足Mv(Mm)vDM、m0、m速度均发生变化，M、m0速度都变为v1，m的速度变为v2，且满足(Mm0)v(Mm0)v1mv2解析：在M与m碰撞的极短时间内，m0的速度来不及改变，故A、D均错误；M与m碰撞后可能同速，也可能碰后不同速，故B、C均正确4.如图所示，一质量M3.0 kg的长方形木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一个质量m1.0 kg的小木块A.给A和B以大小均为4.0 m/s，方向相反的初速度，使A开始向左运动，B开始向右运动，A始终没有滑离木板B.在小木块A做加速运动的时间内，木板速度大小可能是(B)A1.8 m/s B2.4 m/sC2.8 m/s D3.0 m/s解析：A先向左减速到零，再向右做加速运动，在此期间，木板做减速运动，最终它们保持相对静止，设A减速到零时，木板的速度为v1，最终它们的共同速度为v2，取水平向右为正方向，则MvmvMv1，Mv1(Mm)v2，可得v1 m/s，v22 m/s，所以在小木块A做加速运动的时间内，木板速度大小应大于2.0 m/s而小于 m/s，只有选项B正确5如图所示，两辆质量均为M的小车A和B置于光滑的水平面上，有一质量为m的人静止站在A车上，两车静止若这个人自A车跳到B车上，接着又跳回A车并与A车相对静止则此时A车和B车的速度之比为(C)A. B.C. D.解析：规定向右为正方向，则由动量守恒定律有：0MvB(Mm)vA，得，故C正确6如图所示，一根轻弹簧水平放置，左端固定在A点，右端与一个质量m11 kg的物块P接触但不相连AB是水平轨道，B端与半径R0.8 m的竖直光滑半圆轨道BCD的底部相切，D是半圆轨道的最高点质量m21 kg的物块Q静止于B点用外力缓慢向左推动物块P，使弹簧压缩(弹簧始终处于弹性限度内)，使物块P静止于距B端L2 m处现撤去外力，物块P被弹簧弹出后与物块Q发生正碰，碰撞前物块P已经与弹簧分开且碰撞时间极短，碰撞后两物块粘到一起，恰好能沿半圆轨道运动到D点物块P与AB间的动摩擦因数0.5，物块P、Q均可视为质点，重力加速度g取10 m/s2.求：(1)物块P与物块Q发生碰撞前瞬间的速度大小；(2)释放物块P时弹簧的弹性势能Ep.解析：(1)设物块P与物块Q发生碰撞前瞬间的速度大小为v0，碰后瞬间二者速度大小为v1，两物块沿半圆轨道运动到D点时的速度大小为v2，两物块恰好沿半圆轨道运动到D点，有(m1m2)g(m1m2)对两物块从B点运动到D点的过程，由动能定理得(m1m2)g2R(m1m2)v(m1m2)v解得v12 m/s物块P与物块Q碰撞的过程中动量守恒，有m1v0(m1m2)v1解得物块P与物块Q发生碰撞前瞬间的速度v04 m/s.(2)从释放点到B点，对物块P，由动能定理得Wm1gLm1v0解得EpW90 J.答案：(1)4 m/s(2)90 J7.(多选)如图所示，质量为M1 kg的木板静止在光滑水平面上，一个质量为m3 kg的滑块以初速度v02 m/s从木板的左端向右滑上木板，滑块始终未离开木板则下面说法正确的是(ABD)A滑块和木板的加速度大小之比是13B整个过程中因摩擦产生的内能是1.5 JC可以求出木板的最小长度是1.5 mD从开始到滑块与木板相对静止这段时间内，滑块与木板的位移之比是73解析：因水平面光滑，滑块与木板所受的合外力为一对滑动摩擦力，大小相等，方向相反，由牛顿第二定律可知，其加速度大小之比为，A正确；滑块与木板组成的系统动量守恒，最终二者同速，有mv0(Mm)v，解得v1.5 m/s，由能量守恒定律可得：整个过程中因摩擦产生的内能Qmv(Mm)v21.5 J，故B正确；由于不知道动摩擦因数和滑块与木板的相对运动时间，不能求出木板的最小长度，故C错误；从开始到滑块与木板相对静止这段时间内，滑块运动的位移x1t，木板的位移x2t，两者之比，故D正确8(多选)如图所示，小车AB放在光滑水平面上，A端固定一个轻弹簧，B端粘有油泥，小车总质量为M，质量为m的木块C放在小车上，用细绳连接于小车的A端并使弹簧压缩，开始时AB和C都静止，当突然烧断细绳时，C被释放，使C离开弹簧向B端冲去，并跟B端油泥粘在一起，忽略一切摩擦，以下说法正确的是(BC)A弹簧伸长过程中C向右运动，同时小车也向右运动BC与油泥碰前，C与小车的速率之比为MmCC与油泥粘在一起后，小车立即停止运动DC与油泥粘在一起后，小车继续向右运动解析：小车与木块C组成的系统在水平方向上动量守恒，C向右运动时，小车应向左运动，故A错误；设碰前C的速率为v1，小车的速率为v2，则0mv1Mv2，得，故B正确；设C与油泥粘在一起后，小车、C的共同速度为v共，则0(Mm)v共，得v共0，故C正确，D错误9(多选)如图所示，小车的上面固定一个光滑弯曲圆管道，整个小车(含管道)的质量为2m，原来静止在光滑的水平面上今有一个可以看做质点的小球，质量为m，半径略小于管道半径，以水平速度v从左端滑上小车，小球恰好能到达管道的最高点，然后从管道左端滑离小车关于这个过程，下列说法正确的是(BC)A小球滑离小车时，小车回到原来位置B小球滑离小车时相对小车的速度大小为vC车上管道中心线最高点的竖直高度为D小球从滑进管道到滑到最高点的过程中，小车的动量变化大小是解析：小球恰好到达管道的最高点，说明在最高点时小球和小车之间相对速度为0，小球从滑进管道到滑到最高点的过程中，由动量守恒有mv(m2m)v，得v，小车动量变化大小p车2mmv，D项错误小球从滑进管道到滑到最高点的过程中，由机械能守恒有mgHmv2(m2m)v2，得H，C项正确小球从滑上小车到滑离小车的过程，由动量守恒和机械能守恒有：mvmv12mv2，mv2mv2mv，解得v1，v2v，则小球滑离小车时相对小车的速度大小为vvv，B项正确由以上分析可知在整个过程中小车一直向右运动，A项错误10.(多选)光滑水平面上放有质量分别为2m和m的物块A和B，用细线将它们连接起来，两物块中间加有一压缩的轻质弹簧(弹簧与物块不相连)，弹簧的压缩量为x.现将细线剪断，此刻物块A的加速度大小为a，两物块刚要离开弹簧时物块A的速度大小为v，则 (AD)A物块B的加速度大小为a时弹簧的压缩量为B物块A从开始运动到刚要离开弹簧时位移大小为xC物块开始运动前弹簧的弹性势能为mv2D物块开始运动前弹簧的弹性势能为3mv2解析：当物块A的加速度大小为a时，根据胡克定律和牛顿第二定律得kx2ma.当物块B的加速度大小为a时，有：kxma，对比可得：x，即此时弹簧的压缩量为，故A正确取水平向左为正方向，根据系统的动量守恒得：2mm0，又xAxBx，解得A的位移为：xAx，故B错误根据动量守恒定律得：02mvmvB，得物块B刚要离开弹簧时的速度vB2v，由系统的机械能守恒得：物块开始运动前弹簧的弹性势能为：Ep2mv2mv3mv2，故C错误，D正确11(2017天津高考)如图所示，物块A和B通过一根轻质不可伸长的细绳相连，跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧，质量分别为mA2 kg、mB1 kg.初始时A静止于水平地面上，B悬于空中现将B竖直向上再举高h1.8 m(未触及滑轮)，然后由静止释放一段时间后细绳绷直，A、B以大小相等的速度一起运动，之后B恰好可以和地面接触g取10 m/s2，空气阻力不计求：(1)B从释放到细绳刚绷直时的运动时间t；(2)A的最大速度v的大小；(3)初始时B离地面的高度H.解析：(1)B从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动，有hgt2代入数据解得t0.6 s(2)设细绳绷直前瞬间B速度大小为vB，有vBgt细绳绷直瞬间，细绳张力远大于A、B的重力，A、B相互作用，由动量守恒得mBvB(mAmB)v之后A做匀减速运动，所以细绳绷直后瞬间的速度v即为A的最大速度，联立式，代入数据解得v2 m/s.(3)细绳绷直后，A、B一起运动，B恰好可以和地面接触，说明此时A、B的速度为零，这一过程中A、B组成的系统机械能守恒，有(mAmB)v2mBgHmAgH代入数据解得H0.6 m答案：(1)0.6 s(2)2 m/s(3)0.6 m12(2016全国卷)如图，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上某时刻小孩将冰块以相对冰面3 m/s的速度向斜面体推出，冰块平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度为h0.3 m(h小于斜面体的高度)已知小孩与滑板的总质量为m130 kg，冰块的质量为m210 kg，小孩与滑板始终无相对运动重力加速度的大小g取10 m/s2.(1)求斜面体的质量；(2)通过计算判断，冰块与斜面体分离后能否追上小孩？解析：(1)规定向右为速度正方向冰块在斜面体上运动到最大高度时两者达到共同速度，设此共同速度为v，斜面体的质量为m3.由水平方向动量守恒和机械能守恒定律得m2v20(m2m3)vm2v(m2m3)