高考物理一轮复习 第六章 动量和动量守恒定律 第2讲 动量守恒定律及应用练习.doc

配餐作业动量守恒定律及应用a组基础巩固题1两球在水平面上相向运动，发生正碰后都变为静止。可以肯定的是，碰前两球的()a质量相等b动能相等c动量大小相等d速度大小相等解析两小球组成的系统碰撞过程中满足动量守恒，两球在水平面上相向运动，发生正碰后都变为静止，故根据动量守恒定律可以断定碰前两球的动量大小相等、方向相反，c项正确。答案c2如图所示，子弹水平射入放在光滑水平地面上静止的木块，子弹未穿透木块，此过程木块的动能增加了6 j，那么此过程产生的内能可能为()a16 j b2 jc6 j d4 j解析设子弹的质量为m0，初速度为v0，木块的质量为m，则子弹打入木块的过程中，子弹与木块组成的系统动量守恒，即m0v0(mm0)v，此过程产生的内能等于系统损失的动能，即em0v(mm0)v2，而木块获得的动能e木mv26 j，两式相除得1，即e6 j，a项正确。答案a3(2018湖南师大附中摸底考试)如图所示，质量均为m0.4 kg的两长平板小车a和b开始时紧靠在一起都静止于光滑水平面上。小物块(可看成质点)m0.2 kg以初速度v9 m/s从最左端滑上小车a的上表面，最后停在小车b最右端时速度为v22 m/s，最后a的速度v1为()a1.5 m/s b. 2 m/sc1 m/s d0.5 m/s解析三物体整体分析，系统动量守恒mv(mm)v2mv1v11.5 m/s。答案a4.如图所示，在光滑的水平面上有一物体m，物体上有一光滑的半圆弧轨道，最低点为c，两端a、b一样高。现让小滑块m从a点静止下滑，则()am不能到达小车上的b点bm从a到c的过程中m向左运动，m从c到b的过程中m向右运动cm从a到b的过程中小车一直向左运动，m到达b的瞬间，m速度为零dm与m组成的系统机械能守恒，动量守恒解析m和m组成的系统水平方向动量守恒，机械能守恒所以m恰能达到小车上的b点，到达b点时小车与滑块的速度都是0，故a项错误；m和m组成的系统水平方向动量守恒，m从a到c的过程中以及m从c到b的过程中m一直向右运动，所以m一直向左运动，m到达b的瞬间，m与m速度都为零，故b项错误，c项正确；小滑块m从a点静止下滑，物体m与滑块m组成的系统水平方向所受合力为零，系统水平方向动量守恒，竖直方向有加速度，合力不为零，所以系统动量不守恒。m和m组成的系统机械能守恒，故d项错误。答案c5.(2018湖南师大附中摸底考试)如图所示，质量为m的木块位于光滑水平面上，在木块与墙之间用轻弹簧连接，开始时木块静止在a位置。现有一质量为m的子弹以水平速度v0射向木块并嵌入其中，则木块回到a位置时的速度v以及此过程中墙对弹簧的冲量i的大小分别为()av，i0 bv，i2mv0cv，idv，i2mv0解析子弹射入木块过程，由于时间极短，子弹与木块间的内力远大于系统外力，由动量守恒定律得mv0(mm)v，解得v，子弹和木块系统在弹簧弹力的作用下先做减速运动，后做加速运动，回到a位置时速度大小不变，即当木块回到a位置时的速度v，子弹、木块和弹簧组成的系统受到的合力即为墙对弹簧的作用力，根据动量定理得i(mm)vmv02mv0，所以墙对弹簧的冲量i的大小为2mv0。答案b6(多选)如图所示，长木板a放在光滑的水平面上，质量为m2 kg的另一物体b以水平速度v03 m/s滑上原来静止的长木板a的表面，由于a、b间存在摩擦，之后a、b速度随时间变化情况如图乙所示，则下列说法正确的是()a木板获得的动能为2 jb系统损失的机械能为4 jc木板a的最小长度为1.5 mda、b间的动摩擦因数为0.1解析根据动量守恒定律可得mv0(mma)vma4 kg，a的动能为ekmav22 j，系统损失的动能ekmv(mam)v26 j，木板长lv0t11.5 m，mgma0.2。答案ac【解题技巧】由图读出木板获得的初速度，根据ekmv2求解木板获得的动能。根据斜率求出b的加速度大小，结合牛顿第二定律求出动摩擦因数。根据“面积”之差求出木板a的长度，再求系统损失的机械能。7如图所示，一个质量为m的物块a与另一个质量为2m的物块b发生正碰，碰后b物块刚好能落入正前方的沙坑中。假如碰撞过程中无机械能损失，已知物块b与地面间的动摩擦因数为0.1，与沙坑的距离为0.5 m，g取10 m/s2，物块可视为质点。则a碰撞前瞬间的速度为()a0.5 m/s b1.0 m/sc1.5 m/s d2.0 m/s解析a、b碰撞过程动量守恒，mv0mv12mv2，机械能无损失，mvmv2mv。碰撞后对b物体应用动能定理2mgx2mv，解得v01.5 m/s，c项正确。答案c8质量相等的4个物块在光滑水平面上间隔一定距离排成一直线，如图所示，具有初动能e的物块1向其他3个静止物块运动，依次发生碰撞，每次碰撞后不再分开，最后，4个物块粘为一整体，这个整体的动能等于()aeb.ec.ed.e解析对整个系统研究，以水平向右为正，整个过程运用动量守恒定律得mv04mv，解得v，则整体的动能ek4m2，故c项正确，a、b、d项错误。答案cb组能力提升题9.(2018菏泽一中月考)(多选)如图所示，一辆质量为m3 kg的平板小车a停靠在竖直光滑墙壁处，地面水平且光滑，一质量为m1 kg的小铁块b(可视为质点)放在平板小车a最右端，平板小车a上表面水平且与小铁块b之间的动摩擦因数0.5，平板小车a的长度l0.9 m。现给小铁块b一个v05 m/s的初速度使之向左运动，与竖直墙壁发生弹性碰撞后向右运动，重力加速度g取10 m/s2。下列说法正确的是()a小铁块b向左运动到达竖直墙壁时的速度为2 m/sb小铁块b与墙壁碰撞过程中所受墙壁的冲量为8 nsc小铁块b从反向到与车同速共历时0.6 sd小铁块b在平板小车a上运动的整个过程中系统损失的机械能为9 j解析设铁块向左运动到达竖直墙壁时的速度为v1，根据动能定理得mglmvmv，代入数据可得v14 m/s，故a项错误；小铁块b与竖直墙壁发生弹性碰撞，所以小铁块弹回的速度大小为v14 m/s，方向向右，根据动量定理imv8 kgm/s，故b项正确；假设小铁块最终和平板车达到共速v2，根据动量守恒定律得mv1(mm)v2，解得v21 m/s，小铁块最终和平板车达到共速过程中小铁块的位移x1t0.6 m1.5 m，平板车的位移x2t0.6 m0.3 m，xx1x21.2 ml，说明铁块在没有与平板车达到共速时就滑出平板车，所以小铁块在平板车上运动过程中系统损失的机械能为e2mgl9 j，故c项错误，d项正确。答案bd10半圆形光滑轨道固定在水平地面上，如图所示，并使其轨道平面与地面垂直，物体m1、m2同时由轨道左、右最高点释放，二者碰后粘在一起向上运动，最高能上升到轨道m点，已知om与竖直方向夹角为60，则两物体的质量之比m1m2为()a(1)(1) b.1c(1)(1) d1解析两球到达最低点的过程，由动能定理得mgrmv2，解得v，所以两球到达最低点的速度均为，设向左为正方向，则m1的速度v1，则m2的速度v2，由于碰撞瞬间动量守恒得m2v2m1v1(m1m2)v共，解得v共，二者碰后粘在一起向左运动，最高能上升到轨道m点，对此过程应用机械能守恒定律得(m1m2)gr(1cos60)0(m1m2)v，由解得2，整理m1m2(1) (1)，故c项正确。答案c11如图是一个物理演示实验，它显示：如图中自由下落的物体a和b经反弹后，b能上升到比初位置高得多的地方。a是某种材料做成的实心球，质量m10.28 kg，在其顶部的凹坑中插着质量m20.1 kg的木棍b，b只是松松地插在凹坑中，其下端与坑底之间有小空隙。将此装置从a下端离地板的高度h1.25 m处由静止释放。实验中，a触地后在极短时间内反弹，且其速度大小不变；接着木棍b脱离球a开始上升，而球a恰好停留在地板上。则木棍b上升的高度为(重力加速度g取10 m/s2)()a4.05 m b1.25 mc5.30 m d12.5 m解析球及棒落地速度v，球反弹后与b的碰撞为瞬间作用，ab虽然在竖直方向上合外力为重力，不为零。但作用瞬间，内力远大于外力的情况下，动量近似守恒，故有m1vm2v0m2v2，棒上升高度为h，联立并代入数据，得h4.05 m。答案a12如图所示，光滑水平面上的木板右端，有一根轻质弹簧沿水平方向与木板相连，木板质量m3.0 kg，质量m1.0 kg的铁块以水平速度v04.0 m/s，从木板的左端沿板面向右滑行，压缩弹簧后又被弹回，最后恰好停在木板的左端，则在上述过程中弹簧具有的最大弹性势能为()a4.0 j b6.0 jc3.0 j d20 j解析设铁块与木板速度相同时，共同速度大小为v，铁块相对木板向右运动时，相对滑行的最大路程为l，摩擦力大小为f，根据能量守恒定律得铁块相对于木板向右运动过程mvfl(mm)v2ep，铁块相对于木板运动的整个过程mv2fl(mm)v2，又根据系统动量守恒可知mv0(mm)v，联立得ep3.0 j，故选c项。答案c13如图所示，可看成质点的a物体叠放在上表面光滑的b物体上，一起以v0的速度沿光滑的水平轨道匀速运动，与静止在同一光滑水平轨道上的木板c发生碰撞，碰撞后b、c的速度相同，b、c的上表面相平且b、c不粘连，a滑上c后恰好能到达c板的右端。已知a、b质量均相等，c的质量为a的质量的2倍，木板c长为l，重力加速度为g。求：(1)a物体的最终速度。(2)a物体与木板c上表面间的动摩擦因数。解析(1)设a、b的质量为m，则c的质量为2m，b、c碰撞过程中动量守恒，令b、c碰后的共同速度为v1，以b的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得mv03mv1，解得v1。b、c共速后a以v0的速度滑上c、a滑上c后，b、c脱离，a、c相互作用过程中动量守恒，设最终a，c的共同速度v2，以向右为正方向，由动量守恒定律得mv02mv13mv2，解得v2。(2)在a、c相互作用过程中，由能量守恒定律得flmv2mv3mv，又fmg，解得。答案(1)(2)14足够长的倾角为的光滑斜面的底端固定一轻弹簧，弹簧的上端连接质量为m、厚度不计的钢板，钢板静止时弹簧的压缩量为x0，如图所示。一物块从钢板上方距离为3x0的a处沿斜面滑下，与钢板碰撞后立刻与钢板一起向下运动，但不粘连，它们到达最低点后又向上运动。已知物块质量也为m时，它们恰能回到o点，o为弹簧自然伸长时钢板的位置。若物块质量为2m，仍从a处沿斜面滑下，则物块与钢板回到o点时，还具有向上的速度。已知重力加速度为g，计算结果可以用根式表示，求：(1)质量为m的物块与钢板碰撞后瞬间的速度大小v1。(2)碰撞前弹簧的弹性势能。(3)质量为2m的物块沿斜面向上运动到达的最高点离o点的距离。解析(1)设物块与钢板碰撞前速度为v0，3mgx0sinmv，解得v0。设物块与钢板碰撞后一起运动的速度为v1，有mv02mv1，解得v1。(2)设碰撞前弹簧的弹性势能为ep，当它们一起回到o点时，弹簧无形变，弹