（全国通用）高考物理一轮复习 第十四章 动量守恒定律 波粒二象性 原子结构与原子核 第1讲 动量定理 动量守恒定律及其应用练习.doc

第1讲动量定理动量守恒定律及其应用一、选择题(每小题6分,共60分)1.对于任何一个质量不变的物体,下列说法正确的是(b)a.物体的动量发生变化,其动能一定变化b.物体的动量发生变化,其动能不一定变化c.物体的动能不变时,其动量也一定不变化d.物体的动能发生变化,其动量不一定变化【解析】当质量不变的物体的动量发生变化时,可以是速度的大小发生变化,也可以是速度的方向发生变化,还可以是速度的大小和方向都发生变化,当物体的速度方向发生变化而速度的大小不变时,物体的动量(矢量)发生变化,但动能(标量)并不发生变化,例如匀速圆周运动,故a项错误,b项正确;当质量不变的物体的动能不变时,其动量的大小不变,方向可以相反,故c项错误;当质量不变的物体的动能发生变化时,必定是其速度的大小发生了变化,而无论其速度方向是否变化,物体的动量必定发生变化,故d项错误。2.在距地面高为h,同时以大小为v0的速度分别平抛、竖直上抛、竖直下抛质量相等的物体,当它们从抛出到落地时,比较它们的动量的增量p,有(b)a.平抛过程最大 b.竖直上抛过程最大c.竖直下抛过程最大d.三者一样大【解析】由动量定理可知动量的增量p=i合=mgt,又因竖直上抛运动的时间最长,竖直下抛运动的时间最短,而各物体质量相等,所以竖直上抛过程中动量增量最大,b项正确。3.(多选)质量都为m的小球a、b、c以相同的速度分别与另外三个质量都为m的静止小球相碰后,a球被反向弹回,b球与被碰球黏合在一起仍沿原方向运动,c球碰后静止,则下列说法正确的是(ac)a.m一定小于mb.m可能等于mc.b球与质量为m的球组成的系统损失的动能最大d.c球与质量为m的球组成的系统损失的动能最大【解析】由a球被反向弹回,可以确定三小球的质量m一定小于m,a项正确,b项错误;当两小球发生完全非弹性碰撞时损失的动能最大,b球与被碰球黏合在一起,发生的是完全非弹性碰撞,c项正确,d项错误。4.(2015佛山质检)(多选)两位同学穿旱冰鞋,面对面站立不动,互推后向相反的方向运动,不计摩擦阻力,下列判断正确的是(bc)a.互推后两同学总动量增加b.互推后两同学动量大小相等,方向相反c.分离时质量大的同学速度小一些d.互推过程中机械能守恒【解析】对两同学所组成的系统,互推过程中,合外力为零,总动量守恒,则m1v1+m2v2=0,即m1v1=-m2v2,故a项错误;两同学动量的变化量大小相等,方向相反,故b、c项正确;互推过程中机械能增大,故d项错误。5.(2015淮安模拟)(多选)如图所示,一内外侧均光滑的半圆柱槽置于光滑的水平面上,槽的左侧有一竖直墙壁。现让一小球(可视为质点)自左端槽口a点的正上方从静止开始下落,与半圆槽相切并从a点进入槽内,则下列说法正确的是(cd)a.小球离开右侧槽口以后,将做竖直上抛运动b.小球在槽内运动的全过程中,只有重力对小球做功c.小球在槽内运动的全过程中,小球与槽组成的系统机械能守恒d.小球在槽内运动的全过程中,小球与槽组成的系统水平方向上的动量不守恒【解析】小球从开始下落到最低点的过程中,槽没有动,与竖直墙之间存在挤压,动量不守恒;小球经过最低点往上运动的过程中,斜槽与竖直墙分离,水平方向动量守恒;全过程中有一段时间系统受竖直墙弹力的作用,故全过程系统水平方向动量不守恒,d项正确;小球离开右侧槽口时,水平方向有速度,将做斜抛运动,a项错误;小球经过最低点往上运动的过程中,斜槽向右运动,斜槽对小球的支持力对小球做负功,小球对斜槽的压力对斜槽做正功,小球与斜槽组成的系统机械能守恒,b项错误,c项正确。6.如图所示,静止在光滑水平面上的木板a,右端有一根轻质弹簧沿水平方向与木板相连,木板质量m=3 kg。质量m=1 kg的铁块b以水平速度v0=4 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。在上述过程中弹簧具有的最大弹性势能为(a)a.3 jb.4 jc.6 jd.20 j【解析】设铁块与木板共速时速度大小为v,铁块相对木板向右运动的最大距离为l,铁块与木板之间的摩擦力大小为ff,铁块压缩弹簧使弹簧最短时,由能量守恒可得f2p0f (m+m)v2,联立解得ep=3 j,故a项正确。7.(多选)一只小球沿光滑水平面运动,垂直于墙面撞到竖直墙上。小球撞墙前后的动量变化量为p,动能变化量为e。关于p和e下列说法正确的是(bd)a.若p最大,则e也最大b.若p最大,则e一定最小c.若p最小,则e也最小d.若p最小,则e一定最大【解析】当小球原速率返回时,p最大,而e=0,b项正确,a项错误;当小球撞到墙后速度减为零时,p最小,而e最大,d项正确,c项错误。8.(多选)光滑水平地面上,a、b两物体质量都为m,a以速度v向右运动,b原来静止,左端有一轻弹簧,如图所示,当a撞上弹簧,弹簧被压缩最短时(ad)a.a、b系统总动量仍然为mvb.a的动量变为零c.b的动量达到最大值d.a、b的速度相等【解析】系统水平方向所受合外力为零,所以动量守恒,a项正确;弹簧被压缩到最短时a、b两物体具有相同的速度,d项正确,b项错误;此时b的速度并不是最大的,因为弹簧还会弹开,故b物体会进一步加速,a物体会进一步减速,c项错误。9.(多选)如图所示,两物体a、b用轻质弹簧相连静止在光滑水平面上,现同时对a、b两物体施加等大反向的水平恒力f1、f2,使a、b同时由静止开始运动,在运动过程中,对a、b两物体及弹簧组成的系统,下列说法正确的是(弹簧不超过其弹性限度)(ac)a.动量始终守恒b.机械能不断增加c.当弹簧伸长到最长时,系统的机械能最大d.当弹簧弹力与f1、f2的大小相等时,a、b两物体速度为零【解析】弹簧的弹力属于系统内力,水平恒力f1、f2等大反向,系统所受合外力为零,所以动量守恒,a项正确;刚开始,弹簧弹力小于水平恒力,两物体均做加速运动,弹簧被拉长,当弹力的大小与恒力相等时,合力为零,两物体的速度均达到最大,之后,弹簧继续被拉长,弹力大于水平恒力,两物体开始做减速运动,当弹簧被拉伸到最长时,两物体速度减为零,在此过程中,两个外力均对系统做正功,所以系统的机械能逐渐增加,此后,两物体返回,水平恒力均对物体做负功,系统的机械能逐渐减小,根据以上分析,c项正确,b、d项错误。10.如图所示,光滑水平面上有大小相同的a、b两球在同一直线上运动。两球质量关系为mb=2ma,规定向右为正方向,a、b两球的动量均为6 kg m/s,运动中两球发生碰撞,碰撞后a球的动量增量为-4 kgm/s,则(a) a.左方是a球,碰撞后a、b两球速度大小之比为25b.左方是a球,碰撞后a、b两球速度大小之比为110c.右方是a球,碰撞后a、b两球速度大小之比为25d.右方是a球,碰撞后a、b两球速度大小之比为110【解析】由mb=2ma,且a、b两球的动量均为6 kgm/s,知碰前vbva;若左为a球,设碰后二者速度分别为va、vb,由题意知pa=mava=2 kgm/s,pb=mbvb=10 kgm/s,由以上各式得,a项正确,b项错误;若右为a球,由于碰前动量都为6 kgm/s,即都向右运动,且vbva,则两球不可能相碰,c、d项错误。二、实验题(20分)11.(2015黄冈检测)某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验,气垫导轨装置如图甲所示,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成。在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔,向导轨空腔内不断通入压缩空气,空气会从小孔中喷出,使滑块稳定地漂浮在导轨上,这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。下面是实验的主要步骤:安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;向气垫导轨通入压缩空气;把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧,将纸带穿过打点计时器和弹射架并固定在滑块1的左端,调节打点计时器的高度,直至滑块拖着纸带移动时,纸带始终在水平方向;使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳;把滑块2放在气垫导轨的中间,已知碰后两滑块一起运动;先接通打点计时器的电源,然后放开滑块1,让滑块带动纸带一起运动;取下纸带,重复步骤,选出较理想的纸带如图乙所示;测得滑块1(包括撞针)的质量为310 g,滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g。(1)试着完善实验步骤的内容。(8分)(2)已知打点计时器每隔0.02 s打一个点,计算可知两滑块相互作用前质量与速度的乘积之和为0.620kgm/s;两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为0.618kg m/s(保留3位有效数字)。(8分)(3)试说明(2)问中两结果不完全相等的主要原因是纸带与打点计时器的限位孔有摩擦。(4分)【解析】(1)使用打点计时器时应先接通电源,后放开滑块1。(2)作用前滑块1的速度v1= m/s=1.2 m/s,其质量与速度的乘积之和为(0.310+0.205)1.2 kg m/s=0.618 kg m/s。(3)相互作用前后动量减小的主要原因是纸带与打点计时器的限位孔有摩擦。三、计算题(20分)12.(2015山东高考)如图,三个质量相同的滑块a、b、c,间隔相等地静置于同一水平直轨道上。现给滑块a向右的初速度v0,一段时间后a与b发生碰撞,碰后a、b分别以v0、v0的速度向右运动,b再与c发生碰撞,碰后b、c粘在一起向右运动。滑块a、b与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值。两次碰撞时