高考物理 能力提升知识点优化 6.2动量守恒定律的综合应用.doc

2013高考物理能力提升知识点优化：6.2动量守恒定律的综合应用一、单项选择题(本大题共4小题，每小题6分，共24分，每小题只有一个选项符合题意)1.下列不属于反冲运动的是()a.喷气式飞机的运动b.直升飞机的运动c.火箭的运动 d.反击式水轮机的运动2.现有甲、乙两滑块，质量分别为3m和m，以相同的速率v在光滑水平面上相向运动，发生了碰撞.已知碰撞后，甲滑块静止不动，那么这次碰撞是()a.弹性碰撞 b.非弹性碰撞c.完全非弹性碰撞 d.条件不足，无法确定3.a、b两球在光滑水平面上做相向运动，已知mamb，当两球相碰后，其中一球静止，则可以断定()a.碰前a的动量与b的动量大小相等b.碰前a的动量大于b的动量c.若碰后a的速度为零，则碰前a的动量大于b的动量d.若碰后b的速度为零，则碰前a的动量大于b的动量4.(易错题)在光滑水平面上有三个完全相同的小球，它们在一条直线上，2、3小球静止并靠在一起，1小球以速度v0射向它们，如图所示.设碰撞中不损失机械能，则碰后三个小球的速度可能是()a.v1v2v3v0 b.v10，v2v3v0c.v10，v2v3v0 d.v1v20，v3v0二、双项选择题(本大题共5小题，每小题8分，共40分，每小题有两个选项符合题意)5.(预测题)一颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，在轨道上瞬间炸裂成质量相等的a、b两块，其中a仍沿原轨道运动，则()a.b也可能沿原轨道运动b.炸裂后的瞬间a、b的总动能大于炸裂前的动能c.炸裂后的瞬间a、b的动量大小之比为11d.炸裂后的瞬间a、b速率之比为136.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()a.vav0vbv0 b.vav0vbv0c.vav0vbv0 d.vav0vbv07.一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，下列说法中正确的是()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8.(2011大纲版全国卷)质量为m、内壁间距为l的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为m的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为.初始时小物块停在箱子正中间，如图所示.现给小物块一水平向右的初速度v，小物块与箱壁碰撞n次后恰又回到箱子正中间，并与箱子保持相对静止.设碰撞都是弹性的，则整个过程中，系统损失的动能为()a.mv2 b.v2c.nmgl d.nmgl9.(易错题)如图所示，一木块放在光滑水平面上，一子弹水平射入木块中，射入深度为d，平均阻力为f.设木块滑行距离为s时开始匀速前进，下列判断正确的是()a.子弹损失的动能等于fdb.子弹损失的动能等于f(sd)c.总机械能的损失等于fsd.总机械能的损失等于fd三、计算题(本大题共2小题，共36分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)10.(创新题)(18分)如图所示，a、b为两个大小可视为质点的小球，a的质量m0.6 kg，b的质量m0.4 kg，b球用长l1.0 m的轻质细绳吊起，当b球处于静止状态时，b球恰好与光滑弧形轨道pq的末端点p(p端切线水平)接触但无作用力.现使a球从距轨道p端h0.20 m的q点由静止释放，当a球运动到轨道p端时与b球碰撞，碰后两球粘在一起运动.若g取10 m/s2，求两球粘在一起后，悬绳的最大拉力为多大？11.(2011海南高考)(18分)一质量为2m的物体p静止于光滑水平地面上，其截面如图所示.图中ab为粗糙的水平面，长度为l；bc为一光滑斜面，斜面和水平面通过与ab和bc均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接.现有一质量为m的木块以大小为v0的水平初速度从a点向左运动，在斜面上上升的最大高度为h，返回后在到达a点前与物体p相对静止.重力加速度为g.求：(1)木块在ab段受到的摩擦力f；(2)木块最后距a点的距离s.答案解析1.【解析】选b.直升飞机运动是飞机螺旋桨与外部空气作用的结果，不属于反冲运动.而喷气式飞机、火箭的运动及反击式水轮机的运动均为反冲运动.故选b.2.【解析】选a.由动量守恒3mvmv0mv所以v2v碰前总动能：ek3mv2mv22mv2碰后总动能：ekmv22mv2，ekek，所以a对.3.【解析】选c.若碰后a球静止，则b球一定反弹，故有a球的动量大于b球的动量；若碰撞后b球静止，则a球一定反弹，有b球的动量大于a球的动量.故只有c项正确，其余三项错误.4.【解析】选d.由题设条件，三个小球在碰撞过程中总动量和总机械能守恒.若各球质量均为m，则碰撞前系统总动量为mv0，总机械能为mv.假如选项a正确，则碰后总动量为mv0，这显然违反动量守恒定律，故不可能.假设选项b正确，则碰后总动量为mv0，这也违反动量守恒定律，故也不可能.假如选项c正确，则碰后总动量为mv0，但总动能为mv，这显然违反机械能守恒定律，故也不可能.假如选项d正确，则通过计算得既满足动量守恒定律，也满足机械能守恒定律，故选项d正确.5.【解析】选b、d.设卫星的速度为v，当卫星炸裂后，a仍沿原轨道运动，则a必以速度v沿原轨道反向运动，由动量守恒定律得：2mvmvbmv，vb3v，可见b将做离心运动，a错误，d正确；papbmv(m3v)13，c错误；由2mv2mvmv2知b正确.6.【解析】选a、c.两球发生对心碰撞，应满足动量守恒，能量不增加，且后面的物体不能与前面物体有第二次碰撞，故d错误，在b项中碰后动能增加，故b错误.而a、c两项遵从碰撞规律.【变式备选】(双选)如图所示，置于光滑水平面上的a、 b两个物体质量分别为ma、mb，且mamb，开始时相距较远，将两个大小均为f的力分别同时作用在a、b上，经过相同的距离后撤去两个力，两物体相碰后可能发生的情况是()a.两物体均静止 b.a静止，b反向运动c.a、b均向右运动 d.a反向运动，b静止【解析】选b、c.由于f作用的距离相同，所以a、b获得的动能相同，即ekaekb，由ek可知，papb，撤去f之后a、b系统的动量守恒，总动量p总papb，方向向右，所以a、d均错，b、c正确.7.【解析】选b、d.当小球原速率返回时，p最大，而e0，选项b正确，a错误；当小球撞到墙后速度减为零时，p最小，而e最大，选项d正确，c错误.8.【解析】选b、d. 根据动量守恒，共同速度v，损失动能ekmv2(mm)v2v2，所以b正确.根据能量守恒，损失的动能等于因摩擦放出的热量，而计算热量的方法是摩擦力乘以相对位移，所以eknflnmgl，可见d正确.9.【解析】选b、d.设子弹的质量为m，木块的质量为m，系统动量守恒，有mv0(mm)v，对子弹应用动能定理，有f(sd)mv2mv对木块应用动能定理，有fsmv2则子弹损失的动能为ek子弹f(sd)而系统损失的机械能为emv(mm)v2fd，故a、c错误，b、d正确.【总结提升】解决子弹打木块问题(滑块类问题)的技巧(1)把子弹和木块(或滑块与木板)看成一个系统，系统动量守恒；系统的能量守恒(机械能不守恒)；对木块(木板)和子弹(滑块)分别利用动能定理.(2)记住一些结论：系统损失的机械能等于阻力乘以相对位移，即efs相对.系统内相互作用的两物体间的一对摩擦力做功的总和恒为负值.10.【解析】a球与b球碰前瞬间，a球的速度设为v，根据机械能守恒定律有：mghmv2，v2 m/s (5分)两球碰撞过程中动量守恒，碰后瞬间两球粘在一起时速度设为v，则mv(mm)v，v1.2 m/s (5分)两球摆起的瞬间，悬绳的拉力最大，有：fm(mm)g(mm) (5分)解得fm11.44 n (3分)答案：11.44 n11.【解题指南】本题主要考查动量和能量的综合问题，解答该题时要把握由物体p和木块组成的系统在各个过程中均满足在水平方向上的动量守恒，同时满足能量守恒.