（京津鲁琼版）2020版高考物理总复习第六章第2节动量守恒定律及其应用检测（含解析）.docx

动量守恒定律及其应用 (建议用时：60分钟)【A级基础题练熟快】1(多选)(2019东营垦利一中模拟)如图所示，A、B两物体质量之比mAmB32，原来静止在平板小车C上，A、B间有一根被压缩的弹簧，地面光滑当两物体被同时释放后，则()A若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B组成的系统动量守恒B若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B、C组成的系统动量守恒C若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B组成的系统动量守恒D若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成的系统动量守恒解析：选BCD.因为A、B都要受到车的摩擦力作用，且由于A的质量大于B的质量，两个物体与车上表面的动摩擦因数相等，即A物体受到的摩擦力大于B物体受到的摩擦力，所以当只把A、B作为系统时，显然系统受到的合外力不为0，它们的总动量不守恒，故A错误；当把A、B、C、弹簧作为系统时，由于地面光滑，系统受到的合外力等于0，所以系统的总动量是守恒的，故B正确；若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B组成的系统所受的合外力等于0，所以A、B组成的系统动量守恒，故C正确；若A、B所受的摩擦力大小相等，地面光滑，系统受到的合外力等于0，所以A、B、C组成的系统动量守恒，故D正确2(2019哈尔滨师大附中模拟)在光滑水平面上有两个弹性相同的小球A、B，质量都为m.现B球静止，A球向B球运动，发生碰撞已知碰撞过程中机械能守恒，两球压缩最紧时系统弹性势能为E，则碰前A球的速度等于()A. B2C. D2解析：选B.设碰前A球的速度为v0，两球压缩最紧时两球的速度相等，则据动量守恒和机械能守恒可得：mv02mv、mv2mv2E，解得：v02，故B项正确，A、C、D项错误3(多选)(2019西安长安区模拟)在光滑水平面上，a、b两小球沿同一直线都以初速度大小v0做相向运动，a、b两小球的质量分别为ma和mb，当两小球间距小于或等于L时，两小球受到大小相等、方向相反的相互排斥的恒力作用；当两小球间距大于L时，相互间的排斥力为零，小球在相互作用区间运动时始终未接触，两小球运动时速度v随时间t的变化关系图象如图所示，下列说法中正确的是()A在t1时刻两小球间距最小B在t2时刻两小球的速度相同，且大小为v0C在0t3时间内，b小球所受排斥力方向始终与运动方向相同D在0t3时间内，排斥力对a、b两小球的冲量大小相等解析：选BD.二者做相向运动，所以当速度相等时距离最近，即t2时刻两小球最近，之后距离又开始逐渐变大，故A错误；由题意可知，两小球相距L时存在相互作用力，故两小球做变速运动；由于不受外力，故小球的动量守恒；根据动量守恒定律可知：mav0mbv0(mamb)v；解得t2时刻两小球的速度均为vv0，故B正确；在0t3时间内，b球先减速再加速运动，知所受的合力方向与速度方向先相反再相同，故C错误；由于两小球受到的相互作用力相同，故在0t3时间内，排斥力对a、b两小球的冲量大小相等，故D正确4A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，mA1 kg，mB2 kg，vA6 m/s，vB2 m/s.当A追上B并发生碰撞后，A、B两球速度的可能值是()AvA5 m/s，vB2.5 m/sBvA2 m/s，vB4 m/sCvA4 m/s，vB7 m/sDvA7 m/s，vB1.5 m/s解析：选B.虽然题中四个选项均满足动量守恒定律，但A、D两项中，碰后A的速度vA大于B的速度vB，必然要发生第二次碰撞，不符合实际；C项中，两球碰后的总动能EkmAvmBv57 J，大于碰前的总动能Ek22 J，违背了能量守恒定律；而B项既符合实际情况，也不违背能量守恒定律，故B项正确5(多选)如图所示，方盒A静止在光滑的水平面上，盒内有一小滑块B，盒的质量是滑块的2倍，滑块与盒内水平面间的动摩擦因数为.若滑块以速度v开始向左运动，与盒的左、右壁发生无机械能损失的碰撞，滑块在盒中来回运动多次，最终相对于盒静止，则()A此时盒的速度大小为B此时盒的速度大小为C滑块相对于盒运动的路程为D滑块相对于盒运动的路程为解析：选AC.设滑块的质量为m，则盒的质量为2m，对整个过程，由动量守恒定律可得mv3mv共，解得v共，选项A正确，B错误；由功能关系可知mgxmv23m，解得x，选项C正确，D错误6(2019哈尔滨六中模拟)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(可视为质点)，同时给A和B以大小均为2.0 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，要使小木块A不滑离长木板B，已知小木块与长木板之间的动摩擦因数为0.6，则长木板B的最小长度为()A1.2 m B0.8 mC1.0 m D1.5 m解析：选C.当从开始运动到A、B速度相同的过程中，取水平向右为正方向，由动量守恒定律得：(Mm)v0(Mm)v，解得：v1.0 m/s；由能量关系可知：mgL(Mm)v(Mm)v2解得：L1.0 m.7(2019江西赣州模拟)如图所示，B、C、D、E、F，5个小球并排放置在光滑的水平面上，B、C、D、E 4个球质量相等，而F球质量小于B球质量，A球的质量等于F球质量A球以速度v0向B球运动，所发生的碰撞均为弹性碰撞，则碰撞之后()A3个小球静止，3个小球运动B4个小球静止，2个小球运动C5个小球静止，1个小球运动D6个小球都运动解析：选A.因A、B质量不等，MAMB.A、B相碰后A速度向左运动，B向右运动B、C、D、E质量相等，弹性碰撞后，不断交换速度，最终E有向右的速度，B、C、D静止E、F质量不等，MEMF，则E、F都向右运动所以B、C、D静止；A向左，E、F向右运动故A正确，B、C、D错误8(2019江西红色七校联考)有人对鞭炮中炸药爆炸的威力产生了浓厚的兴趣，他设计如下实验，在一光滑水平面上放置两个可视为质点的紧挨着的A、B两个物体，它们的质量分别为m11 kg，m23 kg并在它们之间放少量炸药，水平面左方有一弹性的挡板，水平面右方接一光滑的竖直圆轨道当初A、B两物体静止，点燃炸药让其爆炸，物体A向左运动与挡板碰后原速返回，在水平面上追上物体B并与其碰撞后粘在一起，最后恰能到达圆弧最高点，已知圆弧的半径为R0.2 m，g10 m/s2.求炸药爆炸时对A、B两物体所做的功解析：炸药爆炸后，设A物体的速度大小为v1，B物体的速度大小为v2.取向左为正方向，由动量守恒定律得：m1v1m2v20A物体与挡板碰后追上B物体，碰后两物体共同速度设为v，取向右为正方向，由动量守恒定律得：m1v1m2v2(m1m2)v两物体上升到圆弧的最高点时速度为0，两物体的动能转化为重力势能，由机械能守恒定律得(m1m2)v2(m1m2)gR炸药爆炸时对A、B两物体所做的功Wm1vm2v联立解得 W10.7 J.答案：10.7 J【B级能力题练稳准】9(2019重庆巴蜀中学模拟)某同学设计了如图所示的趣味实验来研究碰撞问题，用材料和长度相同的不可伸长的轻绳依次将N个大小相同、质量不等的小球悬挂于水平天花板下方，且相邻的小球静止时彼此接触但无相互作用力，小球编号从左到右依次为1、2、3、N，每个小球的质量为其相邻左边小球质量的k倍(k1)在第N个小球右侧有一光滑轨道，其中AB段是水平的，BCD段是竖直面内的半圆形，两段光滑轨道在B点平滑连接，半圆轨道的直径BD沿竖直方向在水平轨道的A端放置一与第N个悬挂小球完全相同的P小球，所有小球的球心等高现将1号小球由最低点向左拉起高度h，保持绳绷紧状态由静止释放1号小球，使其与2号小球碰撞，2号小球再与3号小球碰撞.所有碰撞均为在同一直线上的正碰且无机械能损失已知重力加速度为g，空气阻力、小球每次碰撞时间均可忽略不计(1)求1号小球与2号小球碰撞之前的速度v1的大小；(2)若共有N个小球，求P小球第一次碰撞后的速度vP的大小；(3)若N6，当半圆形轨道半径Rh，k1时，求P小球第一次被碰撞后能运动到的最大高度解析：(1)设1号小球的质量为m1，碰前的速度为v1，对于1号小球由h高运动到最低点过程，根据机械能守恒：m1ghm1v解得：v1.(2)设1号、2号小球碰撞后的速度分别为v1和v2，取水平向右为正方向，对1、2号小球碰撞过程，由动量守恒定律：m1v1m1v1m2v2由能量关系：m1vm1vm2v解得v2同理可推知N号小球与P碰前速度vN()N1，N号小球与P碰撞交换速度vPvN解得vP()N1.(3)由(2)的结果知道P球的初速度v0()5，设P小球在轨道CD之间脱离轨道，脱离轨道时的速度为v，v与竖直方向的夹角为，P球被碰撞后脱离轨道时有：k5m1gsin P小球由A到脱离轨道有：m6vm6g(RRsin )m6v2假设小球脱离轨道后继续上升的高度为h，则h上升的高度：HRRsin h联立解得HRh.答案：(1)(2)()N1(3)h10(2019哈尔滨师大附中模拟)如图所示，在光滑水平地面上有一固定的挡板，挡板左端固定一个轻弹簧现有一质量M3 kg，长L4 m的小车(其中O为小车的中点，AO部分粗糙，OB部分光滑)一质量为m1 kg的小物块(可视为质点)，放在车的最左端，车和小物块一起以v04 m/s的速度在水平面上向右匀速运动，车撞到挡板后瞬间速度变为零，但未与挡板粘连已知车OB部分的长度大于弹簧的自然长度，弹簧始终处于弹性限度内，小物块与车AO部分之间的动摩擦因数为0.3，重力加速度g10 m/s2.求：(1)小物块和弹簧相互作用的过程中，弹簧对小物块的冲量；(2)小物块最终停在小车上的位置距A端多远解析：(1)车与挡板相撞后，车停止，小物块在AO部分做匀减速运动，据动能定理可得：mgmv2mv，解得：v2 m/s小物块与弹簧相互作用过程中，能量守恒，小物块离开弹簧时速度大小v1v2 m/s，方向水平向左对小物块与弹簧相互作用过程，应用动量定理可得：Im(v1)mv4 kgm/s则弹簧对小物块的冲量大小为4 kgm/s，方向水平向左(2)小物块向左运动过O点后，与车相互作用，由动量守恒得：mv1(mM)v2设此过程中小物块和车的相对位移是x，由能量关系可得：mgxmv(mM)v小物块最终停在小车上距A的距离xAx解得：xA1.5 m.答案：(1)4 kgm/s，方向水平向左(2)1.5 m11(2019福建莆田模拟)质量为mB2 kg的木板B静止于光滑水平面上，质量为mA6 kg的物块A停在B的左端，质量为mC2 kg的小球C用长为l0.8 m的轻绳悬挂在固定点O.现将小球C及轻绳拉直至水平位置后由静止释放，小球C在最低点与A发生正碰，碰撞作用时间很短为t102 s，之后小球C反弹所能上升的最大高度h0.2 m已知A、B间的动摩擦因数0.1，物块与小球均可视为质点，不计空气阻力，取g10 m/s2.求：(1)小球C与物块A碰撞过程中所受的撞击力大小；(2)为使物块A不滑离木板B，木板B至少多长？解析：(1)C下摆过程，根据动能定理，