2018届高考物理二轮复习能量和动量提能增分练三动量守恒定律的3个应用实例.docx

提能增分练(三)动量守恒定律的3个应用实例A级夺高分1(多选)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的正中间，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，在整个过程中，系统损失的动能为()A.mv2 B.v2C.NmgL DNmgL解析：选BD由于水平面光滑，箱子和小物块组成的系统动量守恒，二者经多次碰撞后，保持相对静止，易判断两物体最终速度相等设为u，由动量守恒定律得mv(mM)u，系统损失的动能为mv2 (mM)u2v2，B正确；系统损失的动能等于克服摩擦力做的功，即EkWfNmgL，D正确。2(多选)如图所示，小车AB放在光滑水平面上，A端固定一个轻弹簧，B端粘有油泥，AB总质量为M，质量为m的木块C放在小车上，用细绳连接于小车的A端并使弹簧压缩，开始时AB和C都静止，当突然烧断细绳时，C被释放，使C离开弹簧向B端冲去，并跟B端油泥粘在一起，忽略一切摩擦，以下说法正确的是()A弹簧伸长过程中C向右运动，同时AB也向右运动BC与B碰前，C与AB的速率之比为MmCC与油泥粘在一起后，AB立即停止运动DC与油泥粘在一起后，AB继续向右运动解析：选BC小车AB与木块C组成的系统在水平方向上动量守恒，C向右运动时，AB应向左运动，故A错误；设碰前C的速率为v1，AB的速率为v2，则0mv1Mv2，得，故B正确；设C与油泥粘在一起后，AB、C的共同速度为v共，则0(Mm)v共，得v共0，故C正确，D错误。3将静置在地面上，质量为M(含燃料)的火箭模型点火升空，在极短时间内，以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体。忽略喷气过程中重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是()A.v0 B.v0 C.v0 D.v0解析：选D根据动量守恒定律mv0(Mm)v，得vv0，选项D正确。4近年春节期间，全国许多大中城市将燃放烟花爆竹禁放改为限放，增加了节日气氛。假设一质量为m的烟花从地面上A点以速度v竖直上升到最大高度处炸裂为质量相等的两块，沿水平方向向相反两个方向飞出，假设其中一块落在距A点距离为s处，不计空气阻力及消耗的炸药质量，烟花炸裂时消耗的化学能80%转化为动能。求：(1)烟花上升的最大高度；(2)烟花炸裂后的一块水平飞出时的速度大小；(3)烟花炸裂时消耗的化学能。解析：(1)由竖直上抛公式得烟花上升的最大高度h。(2)设烟花炸裂后的一块水平飞出时的速度大小为v1，由平抛运动规律得sv1t, hgt2解得v1。(3)烟花炸裂后两块在水平方向动量守恒，v1v20，解得另一块的速度为v2v1。由能量守恒定律得烟花炸裂时消耗的化学能E。答案：(1)(2)(3)B级冲满分5(2015全国卷)如图，在足够长的光滑水平面上，物体A、B、C位于同一直线上，A位于B、C之间。A的质量为m，B、C的质量都为M，三者均处于静止状态。现使A以某一速度向右运动，求m和M之间应满足什么条件，才能使A只与B、C各发生一次碰撞。设物体间的碰撞都是弹性的。解析：A向右运动与C发生第一次碰撞，碰撞过程中，系统的动量守恒、机械能守恒。设速度方向向右为正，开始时A的速度为v0，第一次碰撞后C的速度为vC1，A的速度为vA1。由动量守恒定律和机械能守恒定律得mv0mvA1MvC1mvmvMv联立式得vA1v0vC1v0如果mM，第一次碰撞后，A与C速度同向，且A的速度小于C的速度，不可能与B发生碰撞；如果mM，第一次碰撞后，A停止，C以A碰前的速度向右运动，A不可能与B发生碰撞；所以只需考虑mM的情况。第一次碰撞后，A反向运动与B发生碰撞。设与B发生碰撞后，A的速度为vA2，B的速度为vB1，同样有vA2vA12v0根据题意，要求A只与B、C各发生一次碰撞，应有vA2vC1联立式得m24mMM20解得m(2)M另一解m(2)M舍去。所以，m和M应满足的条件为(2)MmM。答案：(2)MmM6. (2017湖北中学模拟)质量为mB2 kg的木板B静止于光滑水平面上，质量为mA6 kg 的物块A停在木板B的左端，质量为mC 2 kg的小球C用长为L0.8 m的轻绳悬挂在固定点O。现将小球C及轻绳拉直至水平位置后由静止释放，小球C在最低点与物块A发生正碰，碰撞作用时间很短为t102s，之后小球C反弹所能上升的最大高度h0.2 m。已知A、B间的动摩擦因数0.1，物块A与小球C均可视为质点，不计空气阻力，取g10 m/s2。求：(1)小球C与物块A碰撞过程中所受的撞击力大小；(2)为使物块A不滑离木板B，木板B至少多长。解析：(1)C下摆过程，根据动能定理有：mCgLmCv解得碰前C的速度vC4 m/sC反弹过程，根据动能定理有：mCgh0mCvC2解得碰后C的速度vC2 m/s取向右为正方向，对C根据动量定理有：FtmCvCmCvC解得碰撞过程中C所受的撞击力大小F1 200 N。(2)C与A碰撞过程，根据动量守恒定律有：mCvCmCvCmAvA解得碰后A的速度vA2 m/sA恰好滑至B右端并