新课标2020版高考物理二轮复习专题二第3讲碰撞与动量守恒精练含解析.doc

教学资料范本新课标2020版高考物理二轮复习专题二第3讲碰撞与动量守恒精练含解析编 辑：_时 间：_碰撞与动量守恒(45分钟)刷基础1(20xx高考全国卷)高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动在启动阶段、列车的动能()A与它所经历的时间成正比B与它的位移成正比C与它的速度成正比D与它的动量成正比解析：速度vat、动能Ekmv2ma2t2、所以列车的动能与它经历的时间的平方成正比、A错误；根据v22ax、动能Ekmv2m2axmax、所以列车的动能与它的位移成正比、B正确；动能Ekmv2、所以列车的动能与它的速度的平方成正比、C错误；动量pmv、动能Ekmv2、所以列车的动能与它的动量的平方成正比、D错误答案：B2(20xx陕西西安高三期末)如图所示、质量为0.5 kg的小球在距离车底面高20 m处以一定的初速度向左平抛、落在以7.5 m/s速度沿光滑水平面向右匀速行驶的敞篷小车中、车底涂有一层油泥、车与油泥的总质量为4 kg、设小球在落到车底前瞬间速度是25 m/s、则当小球与小车相对静止时、小车的速度是()A5 m/sB4 m/sC8.5 m/sD9.5 m/s解析：设小球的初速度为v0、小球抛出后做平抛运动、根据动能定理得mghmv2mv、解得v015 m/s、小球和车作用过程中、水平方向动量守恒、规定向右为正、则有mv0Mv(Mm)v、解得v5 m/s、A正确答案：A3一弹丸在飞行到距离地面5 m高时仅有水平速度v2 m/s、爆炸成为甲、乙两块水平飞出、甲、乙的质量比为31.不计质量损失、重力加速度g取10 m/s2、则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是()解析：平抛运动时间t1 s、爆炸过程遵循动量守恒定律、设弹丸质量为m、则mvmv甲mv乙、又因为v甲、v乙、t1 s、则有x甲x乙2 m、将各选项中数据代入计算得B正确答案：B4(多选)一质量m0.10 kg的小钢球以大小为v010 m/s的速度水平抛出、下落h5.0 m时撞击一钢板、撞后速度恰好反向、且速度大小不变已知小钢球与钢板的作用时间极短、g取10 m/s2、则()A钢板与水平面的夹角60B小钢球从水平抛出到刚要撞击钢板的过程中重力的冲量大小为1 NsC小钢球撞击钢板的过程中其动量的变化量的大小为 10 kgm/sD钢板对小钢球的冲量大小为 2 Ns解析：由题意可知小钢球垂直撞击钢板小钢球撞击钢板时的竖直分速度vy10 m/s、设小球的速度方向与水平方向的夹角为、则tan 1、解得45、即钢板与水平面的夹角45、选项A错误；小钢球从水平抛出到刚要撞击钢板时所飞行的时间t1 s、重力冲量Imgt1 Ns、选项B正确；取垂直斜面向上为正方向、小钢球刚要撞击钢板时速度的大小为v1v010 m/s、动量p1mv1 kgm/s、撞后小钢球的速度v210 m/s、动量p2mv2 kgm/s、小钢球的动量变化pp2p12 kgm/s、由动量定理可知、钢板对小钢球的冲量大小Ip2 Ns、选项C错误、D正确答案：BD5(多选)(20xx河南驻马店高三期末)如图所示、光滑水平直轨道上有三个质量均为m3 kg的物块A、B、C、物块B的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计)设A以v04 m/s的速度朝B开始运动、压缩弹簧；当A、B速度相等时、B与C恰好相碰并粘接在一起、然后继续运动假设B和C碰撞过程时间极短、则以下说法正确的是()A从开始到弹簧最短时物块C受到的冲量大小为1 NsB从开始到弹簧最短时物块C受到的冲量大小为4 NsC从开始到A与弹簧分离的过程中整个系统损失的机械能为3 JD从开始到A与弹簧分离的过程中整个系统损失的机械能为9 J解析：根据动量守恒定律、当A、B速度相等时、且与C碰撞之前A、B的速度为v1、则mv02mv1、解得v12 m/s；从开始到弹簧最短时、对A、B、C系统、有mv03mv2、解得v2 m/s；从开始到弹簧最短时、对物块C、由动量定理得Imv24 Ns、选项B正确、A错误B与C相碰的过程、mv12mv3、解得v31 m/s、则从开始到A与弹簧分离的过程中整个系统损失的机械能为Emv2mv3 J、选项C正确、D错误答案：BC6一艘帆船在湖面上顺风航行、在风力的推动下做速度为v04 m/s的匀速直线运动若该帆船在运动状态下突然失去风力的作用、则帆船在湖面上做匀减速直线运动、经过t8 s才可静止该帆船的帆面正对风的有效面积为S10 m2、帆船的总质量约为M936 kg.若帆船在航行过程中受到的阻力恒定不变、空气的密度为1.3 kg/m3、在匀速行驶状态下估算：(1)帆船受到风的推力F的大小；(2)风速的大小v. 解析：(1)风突然停止、帆船只受到阻力F阻的作用、做匀减速直线运动、设帆船的加速度为a、则a0.5 m/s2根据牛顿第二定律有F阻Ma、所以F阻468 N帆船匀速运动时、有FF阻0解得F468 N.(2)设在时间t内、正对着吹向帆面的空气的质量为m、根据动量定理有Ftm(v0v) 又mS(vv0)t所以FtS(vv0)2t解得v10 m/s.答案：(1)468 N(2)10 m/s7(20xx福建宁德高三上学期期末)如图所示、AB间放有一个风洞、水平地板AB延伸至C点、与足够长的光滑斜面CD平滑连接将质量m11 kg的滑块1放在风洞A点、在水平向右的恒定风力F20 N作用下(风洞外风力忽略不计)由静止开始向右运动、与静止在C点、质量m22 kg的滑块2发生碰撞并粘在一起已知滑块1与AC间的动摩擦因数0.4、sAB5 m、sBC2 m、滑块均可视为质点、重力加速度g取10 m/s2.求：(1)碰撞前的瞬间滑块1的速度大小；(2)碰撞后滑块能上滑的最大高度 解析：(1)滑块在风洞中A点由静止释放后、设经过C点时的速度为v1、根据动能定理可得FsABm1gsACm1v0解得v112 m/s.(2)滑块1与滑块2发生完全非弹性碰撞、由动量守恒定律可得m1v1(m1m2)v2由能量守恒定律可得 (m1m2)v(m1m2)gh解得h0.8 m.答案：(1)12 m/s(2)0.8 m刷综合8(20xx河北衡水中学高三调研)光滑水平面上放有一上表面光滑、倾角为的斜面A、斜面质量为M、底边长为L、如图所示将一质量为m的可视为质点的滑块B从斜面的顶端由静止释放、滑块B经过时间t刚好滑到斜面底端此过程中斜面对滑块的支持力大小为FN、则下列说法中正确的是()AFNmgcos B滑块下滑过程中支持力对B的冲量大小为FNtcos C滑块B下滑过程中A、B组成的系统动量守恒D此过程中斜面向左滑动的距离为 L解析：当滑块B相对于斜面加速下滑时、斜面A水平向左加速运动、所以滑块B相对于地面的加速度方向不再沿斜面方向、即沿垂直于斜面方向的合外力不再为零、所以斜面对滑块的支持力FN不等于mgcos 、故A错误； 根据冲量定义IFt可知滑块B下滑过程中支持力对B的冲量大小为IFNt、故B错误；由于滑块B有竖直方向的分加速度、所以系统竖直方向合外力不为零、系统的动量不守恒、故C错误；系统水平方向不受外力、水平方向动量守恒、设A、B的水平位移大小分别为x1、x2、取水平向左为正方向、由动量守恒定律得Mm0、即有Mx1mx2 、又x1x2L、解得x1L、故D正确答案：D9(20xx江西南昌二中第一次模拟)如图甲所示、一质量为m的物块在t0时刻、以初速度v0从足够长、倾角为的粗糙斜面底端向上滑行、物块速度随时间变化的图象如图乙所示t0时刻物块到达最高点、3t0时刻物块又返回底端下列说法正确的是()A物块从开始运动到返回底端的过程中重力的冲量为3mgt0cos B物块从t0时刻开始运动到返回底端的过程中动量的变化量为mv0C斜面倾角的正弦值为 D不能求出3t0时间内物块克服摩擦力所做的功解析：物块从开始运动到返回底端的过程中重力的冲量IG3mgt0、故A项错误上滑过程中物块做初速度为v0的匀减速直线运动、下滑过程中做初速度为零、末速度大小为v的匀加速直线运动、上滑和下滑的位移大小相等、所以有t02t0、解得v、物块从开始运动到返回底端过程中动量的变化量为pm(v)mv0mv0、故B项错误上滑过程中有(mgsin mgcos )t00mv0、下滑过程中有(mgsin mgcos )2t0m0、解得sin 、故C项正确.3t0时间内、物块受力为重力、支持力、摩擦力、从底端出发又回到底端、高度不变、重力做功为零；支持力始终与速度垂直、不做功；摩擦力始终与速度反向、做负功、根据动能定理、摩擦力所做的功就等于物体动能变化量、克服摩擦力所做的功与摩擦力所做负功大小相等、所以Wmvmv2mv、故D项错误答案：C10如图所示、物块A和B通过一根轻质不可伸长的细绳连接、跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧、质量分别为mA2 kg、mB1 kg.初始时A静止于水平地面上、B悬于空中先将B竖直向上再举高h1.8 m(未触及滑轮)然后由静止释放一段时间后细绳绷直、A、B以大小相等的速度一起运动、之后B恰好可以和地面接触g取10 m/s2.空气阻力不计求：(1)B从释放到细绳刚绷直时的运动时间t；(2)A的最大速度v的大小；(3)初始时B离地面的高度H.解析：(1)B从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动、有hgt2解得t0.6 s(2)设细绳绷直前瞬间B速度大小为v0、有v0gt6 m/s.细绳绷直瞬间、细绳张力远大于A、B的重力、A、B相互作用、总动量守恒、mBv0(mAmB)v绳子绷直瞬间、A、B系统获得的速度v2 m/s之后A做匀减速运动、所以细绳绷直瞬间的速度v即为最大速度、A的最大速度为2 m/s.(3)细绳绷直后、A、B一起运动、B恰好可以和地面接触、说明此时A、B的速度为零、这一过程中A、B组成的系统机械能守恒、有(mAmB)v2mBgHmAgH解得、初始时B离地面的高度 H0.6 m.答案：(1)0.6 s(2)2 m/s (3)0.6 m11(20xx山东青岛高三期末联考)如图所示、在光滑水平面上有一带挡板的长木板、挡板和长木板的总质量为m、木板长度为L(挡板的厚度可忽略)、挡板上固定有一个小炸药包(可视为质量不计的点)木板左端有一质量也为m(可视为质点)的滑块滑块与木板间的动摩擦因数恒定、整个系统处于静止状态给滑块一个水平向右的初速度v0、滑块相对木板向右运动、刚好能与小炸药包接触、接触瞬间小炸药包爆炸(此过程时间极短、爆炸后滑块与木板只在水平方向上运动、且完好无损)、滑块向左运动、最终回到木板的左端、恰与木板相对静止求：(1)滑块与木板间的动摩擦因数；(2)小炸药包爆炸完毕时滑块和木板的速度解析：(1)滑块相对木板向右运动、刚好能与炸药包接触、此时滑块和木板的速度相同、设滑块刚要与炸药包接触时的速度为v1、以水平向右为正方向；滑块和木板组成的系统、滑块在木板上滑动的过程中、系统所受合外力为零、则该系统动量