高考物理一轮复习 课时跟踪检测27 动量守恒定律及其应用.doc

课时跟踪检测二十七动量守恒定律及其应用【基础过关】1.(2017届云南昆明三中检测)一装有柴油的船静止于水面上，船前舱进水，堵住漏洞后用一水泵把前舱中的油抽往后舱，如图所示不计水的阻力，船的运动情况是()a向后运动b向前运动c静止d无法判断解题思路：分析知，船、油组成的系统动量守恒，初动量为0，油向后抽，船向前进解析：虽然抽油的过程属于船与油的内力作用，但油的质量发生了转移，从前舱转移到了后舱，相当于人从船的一头走到另一头的过程故b正确答案：b2. (2016届河南焦作定位测试)质量分别为ma1 kg和mb2 kg的小球在光滑的水平面上发生碰撞，碰撞前、后两球的位移时间图象如图所示，则可知碰撞属于()a弹性碰撞b非弹性碰撞c完全非弹性碰撞d条件不足，无法判断解析：由x t图象可知，碰撞前，va3 m/s，vb0，碰撞后，va1 m/s，vb2 m/s，碰撞前的总动能为mavmbv j，碰撞后的总动能为mavmbv j，故机械能守恒；碰撞前的总动量为mavamavb3 kgm/s，撞后的总动量为mavambvb3 kgm/s，故动量守恒所以该碰撞属于弹性碰撞，a正确答案：a3.(多选)(2016届山东德州跃华高中月考)如图所示，a、b两物体的质量mamb，中间用一段细绳相连并有一被压缩的弹簧，放在平板小车c上后，a、b、c均处于静止状态若地面光滑，则在细绳被剪断后，a、b从c上滑离之前，a、b在c上向相反方向滑动过程中()a若a、b与c之间的摩擦力大小相同，则a、b组成的系统动量守恒，a、b、c组成的系统动量也守恒b若a、b与c之间的摩擦力大小不相同，则a、b组成的系统动量不守恒，a、b、c组成的系统动量也不守恒c若a、b与c之间的摩擦力大小不相同，则a、b组成的系统动量不守恒，但a、b、c组成的系统动量守恒d以上说法均不对解题思路：首先选取研究的系统，再根据动量守恒的条件判断所选系统的动量是否守恒解析：当a、b两物体组成一个系统时，弹簧的弹力为内力，而a、b与c之间的摩擦力为外力当a、b与c之间的摩擦力等大、反向时，a、b组成的系统所受外力之和为零，动量守恒；当a、b与c之间的摩擦力大小不相等时，a、b组成的系统所受外力之和不为零，动量不守恒而对于a、b、c组成的系统，由于弹簧的弹力，a、b与c之间的摩擦力均为内力，故不论a、b与c之间的摩擦力的大小是否相等，a、b、c组成的系统所受外力之和均为零，故系统的动量守恒答案：ac4.(2017届徐州高三期末)光滑水平面上质量为1 kg的小球a以2.0 m/s的速度与同向运动的速度为1.0 m/s、质量为2 kg的大小相同的小球b发生正碰，碰撞后小球b以1.5 m/s的速度运动求：(1)碰后a球的速度；(2)碰撞过程中a、b系统损失的机械能解析：(1)光滑水平面上，系统动量守恒，根据动量守恒定律有：mavambvbmavambvb，代入数据解：va1.0 m/s.(2)根据能量守恒，碰撞过程中a、b系统损失的机械能有：e损mava2mbvb2，代入数据解得e损0.25 j.答案：(1)1.0 m/s(2)0.25 j【提升过关】一、单项选择题1.(2016届湖北黄石调研)如图所示，小车静止在光滑的水平面上，将系着绳的小球拉开一定的角度，然后放开小球，那么，在之后的过程中()a小球向左摆动时，小车也向左运动，且系统动量守恒b小球向左摆动时，小车向右运动，且系统动量守恒c小球向左摆到最高点，小球的速度为零，而小车的速度不为零d在任意时刻，小球和小车在水平方向上的动量一定大小相等、方向相反解析：以小球、小车组成的系统为研究对象，在水平方向上系统不受外力的作用，所以在水平方向上系统的动量守恒但总动量不守恒由于初始状态小车与小球均静止，所以小球与小车在水平方向上的动量要么都为零，要么大小相等、方向相反，所以a、b、c均错，d对答案：d2(2017届陕西西安检测)在光滑水平面上的同一直线上，自左向右地依次排列质量均为m的一系列小球，另一质量为m的小球a以水平向右的速度v运动，依次与上述小球相碰，碰撞后即粘在一起，碰撞n次后，剩余的总动能为原来的，则n为()a5 b6c7 d8解析：整个过程中动量守恒，则碰撞n次后的整体速度v，对应的总动能ek(n1)mv2，由题意可知ekmv，解得n7，所以c正确答案：c3.(2016届海南文昌中学月考)如图所示，质量为m的斜面小车静止在水平面上，质量为m的物块从斜面上端由静止释放，不计一切摩擦，物块从斜面底端滑出时，物块与斜面小车的速度大小关系是()av1v2mm bv1v2mmcv1v2mm dv1v2mm解析：斜面小车与物块在水平方向上没有受到外力作用，则系统在水平方向上动量守恒，取小车的运动方向为正方向，则有mv2mv1x0，可得v1xv2mm.由于物块在竖直方向还有速度，所以物块离开斜面时的速度应大于v1x，所以有v1v2mm，所以a正确答案：a4(2016届江西红色七校联考)质量为1 kg的小球a以8 m/s的速率沿光滑水平面运动，与质量为3 kg的静止小球b发生正碰后，a、b两小球的速率va和vb可能为()ava5 m/s bva3 m/scvb1 m/s dvb6 m/s解题思路：若为弹性碰撞，同时满足动量守恒和机械能守恒，列方程求解，若为完全非弹性碰撞，碰后两球一起运动，只动量守恒若是一般的非弹性碰撞，则在上述两种情况之间解析：若a、b发生弹性碰撞，则动量和机械能均守恒，则有mav0mavambvb和mavmavmbv，解得vav04 m/s，vbv04 m/s.若a、b发生完全非弹性碰撞，则仅动量守恒，则有mav0(mamb)v，解得v2 m/s.故小球a的速度范围为4 m/sva2 m/s，小球b的速度范围为2 m/svb4 m/s.可知b正确答案：b5.(2016届辽宁本溪高级中学月考)如图所示，光滑水平面上有大小相同的a、b两球，它们在同一直线上运动，质量关系为mb2ma.规定向右为正方向，a、b两球的动量大小均为6 kgm/s，运动中，两球发生碰撞，碰撞后a球动量的增量为4 kgm/s，则()a左方是a球，碰撞后a、b两球速度的大小之比为25b左方是a球，碰撞后a、b两球速度的大小之比为110c右方是a球，碰撞后a、b两球速度的大小之比为25d右方是a球，碰撞后a、b两球速度的大小之比为110解析：由mb2ma、pbpa可知va2vb.对两球发生碰撞时的情况进行讨论：a球在左方，两球都向右运动，由动量守恒定律得：pa2 kgm/s，pb10 kgm/s，即，故.a球在左方，且a向右运动，b向左运动，由题意可知：pa2 kgm/s，pb2 kgm/s，故a、b两球碰撞后继续相向运动是不可能的b球在左方，a球在右方，则此种情况下pa0，与题中给定条件不符由以上分析知，只有成立故选a.答案：a二、多项选择题6.如图所示，光滑的水平面上，质量为m1的小球以速度v与质量为m2的静止小球正碰，碰后两小球的速度大小都为v，方向相反，则两小球质量之比m1m2和碰撞前后动能变化量之比ek1ek2为()am1m213 bm1m211cek1ek213 dek1ek211解析：由动量守恒定律得m1vm1m2解得m1m213，所以a项正确；ek1m1v2m12ek2m22ek1ek211，故d项正确答案：ad7.(2017届山东潍坊一中阶段性检测)在光滑水平面上，a、b两小球沿水平面相向运动当小球间距小于或等于l时，受到大小相等、方向相反的相互排斥恒力作用，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，由图可知()aa球质量大于b球质量b在t1时刻两小球间距最小c在0t2时间内两小球间距逐渐减小d在0t3时间内b球所受排斥力方向始终与运动方向相反解析：两个小球受到的斥力相同，但是加速度大小不同，根据a，可得质量大的小球加速度小，所以a球质量大于b球质量，选项a正确；0t1时间内，两小球相向运动，距离越来越小，t1t2时间内两小球运动方向相同，但a小球速度大，两小球的距离继续减小，t2时刻两小球距离最小，选项b错误，选项c正确；t1t3时间内b球所受排斥力方向始终与运动方向相同，选项d错误答案：ac8.如图所示，质量为m的楔形物体静止在光滑的水平地面上，其斜面光滑且足够长，与水平方向的夹角为.一个质量为m的小物块从斜面底端沿斜面向上以初速度v0开始运动当小物块沿斜面向上运动到最高点时，速度大小为v，距地面高度为h，则下列关系式中正确的是()amv0(mm)vbmv0cos(mm)vcmghm(v0sin)2dmgh(mm)v2mv解析：小物块上升到最高点时，速度与楔形物体的速度相同，二者组成的系统在水平方向上动量守恒，全过程机械能也守恒以向右为正方向，在小物块上升过程中，由水平方向系统动量守恒得mv0cos(mm)v，故a错误，b正确；系统机械能守恒，由机械能守恒定律得mgh(mm)v2mv，故c错误，d正确答案：bd9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，由此可求()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错误答案：bc三、计算题10(2016届景德镇市二检)如图所示，光滑平台上有两个刚性小球a和b，质量分别为2m和3m，小球a以速度v0向右运动并与静止的小球b发生碰撞(碰撞过程不损失机械能)，小球b飞出平台后经时间t刚好掉入装有沙子向左运动的小车中，小车与沙子的总质量为m，速度为2v0，小车行驶的路面近似看做是光滑的，求：(1)碰撞后小球a和小球b的速度；(2)小球b掉入小车后的速度解析：(1)a球与b球碰撞过程中系统动量守恒，以向右为正方向，有m1v0m1v1m2v2碰撞过程中系统机械能守恒，有m1vm1vm2v解得v1v0v2v0即碰后a球向左，b球向右(2)b球掉入沙车的过程中系统水平方向动量守恒，以向右为正方向，有m2v2m3v3(m2m3)v3解得v3v0，方向水平向右答案：(1)v0，方向向左v0，方向向右(2)v0，方向水平向右11(2016届广东东莞实验中学高三期末)如图甲所示，物块a、b的质量分别是ma4.0 kg和mb3.0 kg.用轻弹簧拴接，放在光滑的水平地面上，物块b右侧与竖直墙相接触另有一物块c从t0时以一定速度向右运动，在t4 s时与物块a相碰，并立即与a粘在一起不再分开，物块c的vt图象如图乙所示求：(1)物块c的质量；(2)b离开墙后的运动过程中弹簧具有的最大弹性势能ep.解析