（全国通用版）2019版高考物理一轮复习 第六章 碰撞与动量守恒 高效演练创新预测 6.2 动量守恒定律及其应用.doc

6.2 动量守恒定律及其应用高效演练创新预测1.(多选)如图所示,一男孩站在小车上,并和木箱一起在光滑的水平冰面上向右匀速运动,木箱与小车挨得很近。现男孩用力向右迅速推开木箱。在男孩推开木箱的过程中,下列说法正确的是()a.木箱的动量增量等于男孩动量的减少量b.男孩对木箱推力的冲量大小等于木箱对男孩推力的冲量c.男孩推开木箱后,男孩和小车的速度可能变为零d.对于小车、男孩和木箱组成的系统,推开木箱前后的总动能不变【解析】选b、c。由于水平冰面光滑,男孩、小车和木箱组成的系统所受合外力为零,系统动量守恒,在站在小车上的男孩用力向右迅速推出木箱的过程中,木箱的动量增加量等于男孩和小车动量的减少量,故a错误; 男孩对木箱推力和木箱对男孩推力是作用力与反作用力,冲量等大反向,男孩对木箱推力的冲量大小等于木箱对男孩推力的冲量,故b正确; 男孩、小车受到与初动量反向的冲量,推开木箱后,男孩和小车的速度可能变为零,故c正确;男孩、小车与木箱三者组成的系统所受合力为零,系统动量守恒,推开木箱的过程不可能是弹性碰撞,推开前后的总动能变化,故d错误。2.如图所示,质量为m的盒子放在光滑的水平面上,盒子内表面不光滑,盒内放有一块质量为m的物体,某时刻给物体一个水平向右的初速度v0,那么在物体与盒子前后壁多次往复碰撞后()a.两者的速度均为零b.两者的速度总不会相等c.盒子的最终速度为,方向水平向右d.盒子的最终速度为,方向水平向右【解析】选d。物体与小车组成的系统动量守恒,则mv0=(m+m)v,解得v=,v方向与v0相同,即方向水平向右,故a、b、c错误,d正确。3.(2018深圳模拟)一个质量为m的小球a在光滑的水平面上以3 m/s的速度向右运动,与一个质量为2m的静止的小球b发生正碰。假设碰撞过程中没有机械能损失,则碰后()a.a球、b球都向右运动,速度都是1 m/sb.a球向左运动,速度为1 m/s;b球向右运动,速度为 2 m/sc.a球向左运动,速度为5 m/s;b球向右运动,速度为1 m/sd.a球向右运动,速度为0.5 m/s;b球向右运动,速度为1.25 m/s【解析】选b。两球碰撞过程中系统动量守恒,以a的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得mav0=mava+mbvb,碰撞过程中没有机械能损失,根据机械能守恒定律得ma=ma+mb,代入数据解得va=-1 m/s,vb=2 m/s,故b正确。4.(2018烟台模拟)在光滑水平面上有三个弹性小钢球a、b、c处于静止状态,质量分别为2m、m和2m。其中a、b两球间夹一被压缩了的弹簧,两球通过左右两边的光滑挡板束缚着。若某时刻将挡板撤掉,弹簧便把a、b两球弹出,两球脱离弹簧后,a球获得的速度大小为v,若b、c两球相距足够远,则b、c两球相碰后()a.b球的速度大小为v,运动方向与原来相反b.b球的速度大小为v,运动方向与原来相反c.c球的速度大小为vd.c球的速度大小为v【解题指导】解答本题应注意以下两点:(1)弹簧将a、b两球弹出的过程中,a、b组成的系统动量守恒。(2)b、c两球相碰过程中,系统动量守恒、机械能守恒。【解析】选b。设b球脱离弹簧时的速度为v0,b、c两球相碰后b、c的速度分别为vb和vc,取向右为正方向,弹簧将a、b两球弹出过程,由动量守恒定律得0=-2mv+mv0,解得v0=2v,b、c两球相碰过程,由动量守恒定律和机械能守恒得mv0=mvb+2mvc,m=m+2m,联立解得vb=-v(负号表示方向向左,与原来相反),vc=v,故b正确。5.(新题预测)(多选)如图所示,在水平光滑细杆上穿着a、b两个可视为质点的刚性小球,两球间距离为l,用两根长度同为l的不可伸长的轻绳与c球连接,已知a、b、c三球质量相等,开始时三球静止两绳伸直,然后同时释放三球,在a、b两球发生碰撞之前的过程中,下列说法正确的是()a.系统机械能不守恒b.a、b两球发生碰撞前瞬间c球速度最大c.a、b两球速度大小始终相等d.a、b、c三球水平方向动量守恒【解析】选c、d。在a、b两球发生碰撞之前的过程中,只有重力和系统内弹力做功,系统的机械能守恒,故a错误;a、b两球发生碰撞前瞬间,两绳与杆垂直,c球不再向下运动,速度为零,故b错误;根据对称性可知,a、b两球速度大小始终相等,故c正确;三球水平方向不受外力,所以a、b、c三球水平方向动量守恒,故d正确。6.(新题预测)如图所示,粗糙水平面与半径为r=9.8 m的光滑圆弧轨道平滑连接,质量为m的小滑块a在水平恒力f=1.5mg的作用下从水平面左侧某点向右运动,力f作用t1=2 s后撤去,小滑块a继续运动t2=2 s后与静止在圆弧轨道底端的另一小滑块b发生弹性碰撞,碰后小滑块b能沿圆弧轨道上升的最大高度为h=,已知小滑块与水平面间的动摩擦因数=0.5,重力加速度g=9.8 m/s2。求:(1)小滑块a与小滑块b碰撞前瞬间的速度v0。(2)小滑块b的质量m。(3)小滑块a、b碰撞前后b对轨道的压力之比。【解析】(1)对物体a碰撞前运动过程,规定向右为正方向,由动量定理得:ft1-mg(t1+t2)=mv0-0解得:v0=9.8 m/s(2)设碰撞后a、b速度分别为v1、v2,由机械能守恒定律得:mgh=m解得:v2=4.9 m/s对于弹性碰撞过程,由机械能守恒定律得:m=m+m由动量守恒定律得:mv0=mv1+mv2联立解得:m=3m(3)碰撞前,对b由平衡条件得:fn1=mg碰撞后,对b由牛顿第二定律得:fn2-mg=m解得:fn2=mg由牛顿第三定律可知碰撞前后b对轨道的压力之比为:=答案:(1)9.8 m/s(2)3m(3)【加固训练】如图所示,半径为r=1.00 m的粗糙圆周轨道,固定在竖直平面内,其下端切线水平,轨道下端距地面高度h=1.25 m。在轨道末端放有质量为mb=0.30 kg的小球b(视为质点),另一质量为ma=0.10 kg的小球a(也视为质点)由轨道上端点从静止开始释放,a与b发生正碰,碰后b小球水平飞出。若已知小球a在粗糙圆周轨道滚下过程中克服摩擦力做功为0.20 j,a与b碰撞过程中,系统损失的机械能为0.384 j,不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2。求:(1)小球a在碰前瞬间对轨道压力大小。(2)碰后b做平抛运动的水平位移大小。【解析】(1)在最低点对a球由牛顿第二定律有:fa-mag=ma在a下落过程中由动能定理有:magr-wf=maa球下落的过程中克服摩擦力所做的功为wf=0.20 j解得va=4.00 m/s,fa=2.6 n由牛顿第三定律得小球a碰前对轨道压力为2.6 n(2)a、b碰撞过程动量守恒,则mava=mava+mbvb由能量守恒得碰撞过程中系统损失的机械能为e损=ma-m