江苏省2020版高考物理第六章碰撞与动量守恒题型探究课动量守恒中的力学综合问题检测.docx

题型探究课 动量守恒中的力学综合问题1“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下，将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动，从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，下列分析正确的是()A绳对人的冲量始终向上，人的动量先增大后减小B绳对人的拉力始终做负功，人的动能一直减小C绳恰好伸直时，绳的弹性势能为零，人的动能最大D人在最低点时，绳对人的拉力等于人所受的重力解析：选A.从绳恰好伸直到人第一次下降至最低点的过程中，人先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，加速度等于零时，速度最大，故人的动量和动能都是先增大后减小，加速度等于零时(即绳对人的拉力等于人所受的重力时)速度最大，动量和动能最大，在最低点时人具有向上的加速度，绳对人的拉力大于人所受的重力绳的拉力方向始终向上与运动方向相反，故绳对人的冲量方向始终向上，绳对人的拉力始终做负功故选项A正确，选项B、C、D错误2(2019淮安质检)一质量为2 kg的物体受水平拉力F作用，在粗糙水平面上做加速直线运动时的at图象如图所示，t0时其速度大小为2 m/s，滑动摩擦力大小恒为2 N，则()A在t6 s的时刻，物体的速度为18 m/sB在06 s时间内，合力对物体做的功为400 JC在06 s时间内，拉力对物体的冲量为36 NsD在t6 s的时刻，拉力F的功率为200 W解析：选D.类比速度时间图象中位移的表示方法可知，速度变化量在加速度时间图象中由图线与坐标轴所围面积表示，在06 s内v18 m/s，v02 m/s，则t6 s时的速度v20 m/s，A项错；由动能定理可知，06 s内，合力做的功为Wmv2mv396 J，B项错；由动量定理可知，IFFftmvmv0，代入已知条件解得IF48 Ns，C项错；由牛顿第二定律可知，6 s末FFfma，解得F10 N，所以拉力的功率PFv200 W，D项对3.(2019江苏苏北三市模拟)光滑水平地面上有一静止的木块，子弹水平射入木块后未穿出，子弹和木块的vt图象如图所示已知木块质量大于子弹质量，从子弹射入木块到达稳定状态，木块动能增加了50 J，则此过程产生的内能可能是() A10 JB50 JC70 J D120 J解析：选D.设子弹的初速度为v0，射入木块后子弹与木块共同的速度为v，木块的质量为M，子弹的质量为m，根据动量守恒定律得：mv0(Mm)v，解得v.木块获得的动能为EkMv2.系统产生的内能为Qmv(Mm)v2，可得QEk50 J，当Q70 J时，可得Mm25，因已知木块质量大于子弹质量，选项A、B、C错误；当Q120 J时，可得Mm75，木块质量大于子弹质量，选项D正确4.(2017高考天津卷)“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮，是天津市的地标之一摩天轮悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动下列叙述正确的是()A摩天轮转动过程中，乘客的机械能保持不变B在最高点时，乘客重力大于座椅对他的支持力C摩天轮转动一周的过程中，乘客重力的冲量为零D摩天轮转动过程中，乘客重力的瞬时功率保持不变解析：选B.摩天轮转动过程中乘客的动能不变，重力势能一直变化，故机械能一直变化，A错误；在最高点乘客具有竖直向下的向心加速度，重力大于座椅对他的支持力，B正确；摩天轮转动一周的过程中，乘客重力的冲量等于重力与周期的乘积，C错误；重力瞬时功率等于重力与速度在重力方向上的分量的乘积，而转动过程中速度在重力方向上的分量是变化的，所以重力的瞬时功率也是变化的，D错误5(多选)(2019南通模拟)如图所示，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，发生碰撞已知碰撞后，甲滑块静止不动，则()A碰撞前总动量大小为2mvB碰撞过程动量不守恒C碰撞后乙的速度大小为2vD碰撞属于弹性碰撞解析：选ACD.取向右为正方向，碰撞前总动量为3mvmv2mv，A正确；碰撞过程两滑块组成的系统在水平方向不受外力，则系统动量守恒，B错误；设碰撞后乙的速度为v，由动量守恒定律得3mvmv0mv，解得v2v，C正确；碰撞前总动能为3mv2mv22mv2，碰撞后总动能为0m(2v)22mv2，碰撞前后无机械能损失，碰撞属于弹性碰撞，D正确6(多选)质量为m的物体(可视为质点)套在光滑水平固定直杆上，其上拴一劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧另一端固定于距离直杆3d的O点，物体从A点以初速度v0向右运动，到达B点时速度也为v0，OA、OB与水平杆的夹角大小如图所示，弹簧始终处于弹性限度内(取sin 370.6，cos 370.8)下列说法正确的是()A从A点运动到B点的过程中，物体的速度先增大后减小B物体在A、B两点时弹簧弹力的功率不相等C弹簧的原长为5.5dD物体在A点时加速度的大小为 解析：选BCD.由图中的几何关系可得OA5d，OB6d，由于物体从A点以初速度v0向右运动，到达B点时速度也为v0，可知从A到B的过程中物体的动能变化量为0；在该过程中，由于杆光滑，结合动能定理可知弹簧对物体做功的和等于0，物体在A点时弹簧的弹性势能等于物体在B点时的弹性势能，结合弹性势能的特点可知，开始时弹簧处于压缩状态，后来弹簧处于伸长状态，且弹簧的压缩量等于后来弹簧的伸长量，即L05d6dL0，所以弹簧的原长L05.5d.物体从A向O点正下方运动的过程中弹簧继续压缩，所以弹簧对物体做负功，物体的速度减小；物体从O点的正下方向B运动的过程中弹簧伸长，先对物体做正功，物体的速度增大；当弹簧的长度大于弹簧原长后，弹簧又开始对物体做负功，物体的速度又减小所以物体先减速，再加速，最后又减速，A错误，C正确；如图所示，分别画出A、B两点受到的弹力与速度，由公式PFvcos 可知，A、B两点F与v0之间的夹角不同，则A、B两点弹簧弹力的功率不相等，B正确；在A点，弹簧的弹力F与运动方向之间的夹角为18037143，则物体在A点的加速度大小a，D正确7(2019宿迁摸底)如图所示，木块A、B的质量均为m，放在一段粗糙程度相同的水平地面上，木块A、B间夹有一小块炸药(炸药的质量可以忽略不计)让A、B以初速度v0一起从O点滑出，滑行一段距离后到达P点，速度变为 ，此时炸药爆炸使木块A、B脱离，发现木块B立即停在原位置，木块A继续沿水平方向前进已知O、P两点间的距离为s，设炸药爆炸时释放的化学能全部转化为木块的动能，爆炸时间很短可以忽略不计，求：(1)木块与水平地面的动摩擦因数；(2)炸药爆炸时释放的化学能解析：(1)设木块与地面间的动摩擦因数为，炸药爆炸释放的化学能为E0，从O滑到P，对A、B由动能定理得2mgs2m2mv，解得.(2)在P点爆炸时，A、B动量守恒，有2mmv，根据能量守恒有E02mmv2，解得E0mv.答案：(1)(2)mv8.如图所示，用一根细线绕过光滑的定滑轮将物体A、B连接起来，离滑轮足够远的物体A置于光滑的平台上，物体C中央有小孔，物体C放在物体B上，细线穿过物体C的小孔U形物体D固定在地板上，物体B可以穿过D的上口进入其内部而物体C又恰好能被挡住物体A、B、C的质量分别为mA8 kg、mB10 kg、mC2 kg，物体B、C一起从静止开始下降H13 m后，C与D发生没有能量损失的碰撞，B继续下降H21.17 m后也与D发生没有能量损失的碰撞取g10 m/s2.(1)求物体C与D碰撞时的速度大小；(2)求物体B与D碰撞时的速度大小；(3)求物体B、C分开后第一次碰撞前B、C的速度；(4)若物体B、C第一次碰撞后不分开，求第一次碰撞损失的机械能解析：(1)由于平台是光滑的，物体A、B、C在滑动过程中机械能守恒，则有(mBmC)gH1(mAmBmC)v代入数据得vC6 m/s.(2)物体C与D碰撞后，物体A、B继续运动，满足机械能守恒，则有mBgH2(mAmB)(vv)代入数据得vB7 m/s.(3)物体C与D碰撞后，物体B在继续下降过程中的加速度为a m/s2下降所用时间t10.18 sB、C分别与D碰撞后均无机械能损失，都以原速率反弹，做竖直上抛运动，取竖直向上为正方向，设C反弹后经过时间t两物体相碰，