高考物理一轮复习 第11章 动量守恒定律 第2讲 动量守恒定律及应用课后限时训练 新人教版选修35.doc

动量守恒定律及应用一、选择题(本题共8小题，15题为单选，68题为多选)1.如图所示，光滑的水平地面上有一辆平板车，车上有一个人。原来车和人都静止。当人从左向右行走的过程中(d)a人和车组成的系统水平方向动量不守恒b人和车组成的系统机械能守恒c人和车的速度方向相同d人停止行走时，人和车的速度一定均为零解析人和车组成的系统在水平方向上不受外力，动量守恒，故a错误。人和车组成的系统，初状态机械能为零，一旦运动，机械能不为零，可知人和车组成的系统机械能不守恒，故b错误。人和车组成的系统在水平方向上动量守恒，总动量为零，可知人和车的速度方向相反，当人的速度为零时，车的速度也为零，故c错误，d正确。2.如图所示，在水平光滑桌面上有两辆静止的小车a和b。将两车用细线拴在一起，中间有一被压缩的弹簧。烧断细线后至弹簧恢复原长的过程中(d)aa、b动量变化量相同ba、b动能变化量相同c弹簧弹力对a、b做功相同d弹簧弹力对a、b冲量大小相等解析由动量守恒定律可知，a、b动量变化量大小相等，方向相反，故a错误；由动量守恒定律得0mavambvb，由机械能守恒定律得epmavmbv，解得a的末动能ekamavep，ekbmbvep，如果a、b质量不相等，则a、b动能变化量不相同，由动能定理可知，弹簧弹力对a、b做功也不相同，故b、c错误；由动量守恒定律得a、b动量变化量大小相等，所以弹簧弹力对a、b冲量大小相等，故d正确。3一质量为m的航天器，正以速度v0在太空中飞行，某一时刻航天器接到加速的指令后，发动机瞬间向后喷出一定质量的气体，气体喷出时速度大小为v1，加速后航天器的速度大小为v2，则喷出气体的质量m为(c)ammbmmcmmdmm解析规定航天器的速度方向为正方向，由动量守恒定律可得mv0(mm)v2mv1，解得mm。故选c。4.一辆小车静置于光滑水平面上。车的左端固定有一个水平弹簧枪，车的右端有一个网兜。若从弹簧枪中发射出一粒弹丸，弹丸恰好能落入网兜中。从弹簧枪发射弹丸以后，下列说法中正确的是(a)a小车先向左运动一段距离然后停下b小车先向左运动又向右运动，最后回到原位置停下c小车一直向左运动下去d小车先向左运动，后向右运动，最后保持向右匀速运动解析车与弹丸组成的系统动量守恒，开始系统静止，总动量为零，发射弹丸后，弹丸动量向右，由动量守恒定律可知，车的动量向左，车向左运动，从发射弹丸到弹丸落入网兜过程，系统动量守恒，由于初动量为零，则弹丸落入网兜后，系统总动量为零，弹丸落入网兜后，车停止运动，故a正确，b、c、d错误。5.如图所示，两质量分别为m1和m2的弹性小球叠放在一起，从高度为h处自由落下，且h远大于两小球半径，所有的碰撞都是完全弹性碰撞，且都发生在竖直方向。已知m23m1，则小球m1反弹后能达到的高度为(d)ahb2hc3hd4h解析下降过程为自由落体运动，触地时两球速度相同，v，m2碰地之后，速度瞬间反向，大小不变，选m1与m2碰撞过程为研究过程，碰撞前、后动量守恒，设碰后m1、m2速度大小分别为v1、v2，选向上方向为正方向，则m2vm1vm1v1m2v2。由机械能守恒定律得(m1m2)v2m1vm2v，且m23m1，联立解得v12，v20。反弹后高度h4h，d正确。6质量为m的小球a以速度v0在光滑水平面上运动，与质量为2m的静止小球b发生对心碰撞，则碰撞后小球a的速度大小va和小球b的速度大小vb可能为(ac)avav0vbv0bvav0vbv0cvav0vbv0dvav0vbv0解析两球发生对心碰撞，应满足动量守恒及机械能不增加，且后面的小球不能与前面小球有第二次碰撞，故应有mv0mva2mvb，mvmv2mv，vavb，代入验证知a、c正确。7如图所示，一质量为m的物块甲以3m/s的速度在光滑水平面上运动，有一轻弹簧固定在其左端，另一质量也为m的物块乙以4m/s的速度与物块甲在同一直线上相向运动，则(ad)a甲、乙两物块在弹簧压缩过程中，系统动量守恒b当两物块相距最近时，甲物块的速率为零c碰撞过程中，甲物块的速率可能为1m/s，也可能为5m/sd碰撞过程中，乙物块的速率可能为2m/s，也可能为1.7m/s解析甲、乙两物块通过弹簧发生相互碰撞，三者组成的系统动量和机械能守恒。当两物块离开弹簧时交换速度，即甲的速度大小为4m/s，乙的速度大小为3m/s，且各自的速度方向与原来相反，故整个碰撞过程中甲、乙的速度均不可能大于4m/s，当两物块相距最近时，速度相等且均为0.5m/s。8如图所示，甲图表示光滑平台上，物体a以初速度v0滑到上表面粗糙的水平小车b上，车与水平面间的动摩擦因数不计，乙图为物体a与小车b的vt图象，由此可知(bc)a小车上表面长度b物体a与小车b的质量之比c物体a与小车b上表面间的动摩擦因数d小车b获得的动能解析由图象可知，a、b最终以共同速度v1匀速运动，不能确定小车上表面长度，故a错误；由动量守恒定律得mav0(mamb)v1，故可以确定物体a与小车b的质量之比，故b正确；由图象可知a相对小车b的位移xv0t1，根据动能定理得magx(mamb)vmav，根据b项中求得的质量关系，可以解出动摩擦因数，故c正确；由于小车b的质量无法求出，故不能确定小车b获得的动能，故d错误。二、非选择题9(2017安徽省高三阶段性测试)有三块质量和形状都相同的板a、b、c，其中板a放在板b上且两端对齐，两板作为整体一起以速度v0沿光滑水平面滑动，并与正前方的板c发生碰撞，b与c发生碰撞后粘在一起，当板a从板b全部移到板c上后，由于摩擦，a相对c静止且恰好两端对齐。板a与板c间的动摩擦因数为，板a和板b间的摩擦忽略不计。求：(1)a相对c静止时系统的速度大小；(2)板的长度l。答案(1)(2)解析(1)以板a、b、c为一个系统进行研究，全过程动量守恒，有2mv03mv2解得v2(2)b、c发生完全非弹性碰撞，有mv02mv1解得v1根据能量守恒定律，有wf解得wfa在c上滑动时摩擦力按线性关系增大，所以做功大小为wf解得l10.如图所示，在光滑的水平面上，质量为m的小球a以速率v0向右运动时跟静止的质量为3m的小球b发生正碰，碰后a球的速率为。求碰后b球的速率。答案或解析小球a、b在光滑的水平面上碰撞过程满足动量守恒，则当a碰撞b后a的方向不变时有mv0m3mvb，解得vb。又mvm()23mv，故vb符合题意。当a碰撞b后a被反弹回来时有mv0m3mvb，解得vbv0。又mvm()23mv，故vbv0符合题意。11(2017湖北荆州市中学质检)如图所示，光滑的圆弧轨道竖直放置，半径为r，底端与光滑的水平轨道相接，质量为m2的小球b静止在光滑水平轨道上，其左侧连接了一轻质弹簧，质量为m1的小球a从d点以速度向右运动，重力加速度为g，试求：(1)小球a撞击轻质弹簧的过程中，弹簧最短时b球的速度是多少；(2)要使小球a与小球b能发生二次碰撞，m1与m2应满足什么关系。答案(1)(2)m1解析(1)当两球速度相等时弹簧最短，由动量守恒定律得m1v0(m1m2)v1，解得v1。(2)由动量守恒定律得m1v0m2v2m1v1。由能量守恒定律得m1vm2vm1v12。发生第二次碰撞的条件是v2v1，解得m1。12(2016山东潍坊一模)如图所示，人站在滑板a上，以v03m/s的速度沿光滑水平面向右运动。当靠近前方的横杆时，人相对滑板竖直向上起跳越过横杆，a从横杆下方通过，与静止的滑板b发生碰撞并粘在一起，之后人落到b上，与滑板一起运动。已知人、滑板a和滑板b的质量分别为m人70kg、ma10kg和mb20kg，求：(1)a、b碰撞过程中，a对b的冲量的大小和方向；(2)人最终与滑板的