2012届高三物理第二轮专题练习 动量 新人教版

动量动量 1 一粒钢珠从静止状态开始自由下落 然后陷人泥潭中 若把在空中下落的过程称为过程 进人泥潭直到停止的过程称为过程 则 A 过程 I 中钢珠的动量的改变量等于重力的冲量 B 过程 中阻力的冲量的大小等于过程 I 中重力的冲量的大小 C I 两个过程中合外力的总冲量等于零 D 过程 中钢珠的动量的改变量等于零 2 如图 5 7 所示将一光滑的半圆槽置于光滑水平面上 槽的左侧有一固定在水平面上的物 块 今让一小球自左侧槽口 A 的正上方从静止开始落下 与圆弧槽相切自 A 点进入槽内 则 以下结论中正确的是 A 小球在半圆槽内运动的全过程中 只有重力对它做功 B 小球在半圆槽内运动的全过程中 小球与半圆槽在水平方向 动量守恒 C 小球自半圆槽的最低点 B 向 C 点运动的过程中 小球与半圆 槽在水平方向动量守恒 D 小球离开 C 点以后 将做竖直上抛运动 3 在质量为 M 的小车中挂着一个单摆 摆球的质量为 m0 小车 和单摆 以恒定的速度 u 沿光 滑的水平面运动 与位于正对面的质量为 m 的静止木块发生碰撞 碰撞时间极短 在此碰撞 过程中 下列哪些说法是可能发生的 A 小车 木块 摆球的速度都发生变化 分别变为 v1 v2 v3 满足 M m0 u Mv1 mv2 mov3 B 摆球的速度不变 小车和木块的速度变为 v1和 v2 满足 Mu Mv1 mv2 C 摆球的速度不变 小车和木块的速度都变为 v 满足 Mu M m v D 小车和摆球的速度都变为 v1 木块的速度为 v2 满足 M m0 u M m0 v1 mv2 4 向空中发射一物体 不计空气阻力 当物体的速度恰好沿水平方向时 物体炸裂为 a b 两 块 若质量较大的 a 块的速度方向仍沿原来的方向则 A b 的速度方向一定与原速度方向相反 B 从炸裂到落地这段时间里 a 飞行的水平距离一定比 b 的大 C a b 一定同时到达地面 D 炸裂的过程中 a b 中受到的爆炸力的冲量大小一定相等 5 5 从同样高度落下的玻璃杯 掉在水泥地上容易打碎 而掉在草地上不容易打碎 其原 因是 A 掉在水泥地上的玻璃杯动量大 而掉在草地上的玻璃杯动量小 B 掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大 掉在草地上的玻璃杯动量改变小 C 掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快 掉在草地上的玻璃杯动量改变慢 D 掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时 相互作用时间短 而掉在草地上的玻璃杯与 地面接触时间长 6 在距地面高为 h 同时以相等初速 V0分别平抛 竖直上抛 竖直下抛一质量相等的物体 m 当它们从抛出到落地时 比较它们的动量的增量 P 有 A 平抛过程较大 B 竖直上抛过程较大 C 竖直下抛过程较大 D 三者一样大 7 物体 m 从倾角为 的固定的光滑斜面由静止开始下滑 斜面高为 h 当物体滑至斜面底端 时 重力做功的功率为 A B C D ghmg 2ghamg2sin 2 1 aghmgsin2aghmgsin2 8 如图所示 滑块 A B 的质量分别为 m1与 m2 m1 m2 由轻质弹簧相连接置于水平的气垫 导轨上 用一轻绳把两滑块拉至最近 使弹簧处于最大压缩状态后绑紧 两滑块一起以恒定 的 速率 v0向右滑动 突然轻绳断开 当弹簧 伸至本身的自然长度时 滑块 A 的速度 正好为 0 求 1 绳断开到第一次恢复自然长度的过程中弹簧释放的弹性势能 Ep 2 在以后的运动过程中 滑块 B 是否会有速度为 0 的时刻 试通过定量分析证明你的 结论 9 质量为 50 的人站在质量为 150 不包括人的质量 的船头上 船和人以 0 20m s的速 度向左在水面上匀速运动 若人用t 10s 的时间匀加速从船头走到船尾 船长L 5m 则船 在这段时间内的位移是多少 船所受水的阻力不计 10 如图所示 一块足够长的木板 放在光滑水平面上 在木板上自左向右并非放有序号是 1 2 3 n 的物体 所有物块的质量均为 m 与木板间的动摩擦因数都相同 开始时 木板静止不动 第 1 2 3 n 号物块的初速度分别是 v 2 v 3 v nv 方向都 0000 向右 木板的质量与所有物块的总质量相等 最终所有物块与木板以共同速度匀速运动 设 物块之间均无相互碰撞 木板足够长 试求 1 所有物块与木板一起匀速运动的速度 v n 2 第 1 号物块与木板刚好相对静止时的速度 v 1 3 通过分析与计算说明第 k 号 k n 物块的最小速度 vK 11 如图所示 人与冰车质量为 M 球质量为m 开始均静止于光滑冰面上 现人将球以 对地速度V水平向右推出 球与挡板 P碰撞后等速率弹回 人接住球后又将球以同样的速 度V向右推出 如此反复 已知M 16 m 试问人推球几次后将接不到球 S L 12n V02V0nV0 12 12 如图 5 9 所示 半径为R的光滑圆形轨道固定在竖直面 内 小球A B质量分别为m m 为待定系数 A球从左边 与圆心等高处由静止开始沿轨道下滑 与静止于轨道最低点的B 球相撞 碰撞后A B球能达到的最大高度均为 碰撞中无机R 4 1 械能损失 重力加速度为g 试求 1 待定系数 2 第一次碰撞刚结束时小球A B各自的速度和B球对轨道的压力 3 小球A B在轨道最低处第二次碰撞刚结束时各自的速度 并讨论小球A B在轨道 最低处第n次碰撞刚结束时各自的速度 13 一个质量为m 2kg 的物体 在F1 8N 的水平推力作用下 从静止开始沿水平面运动了 t1 5s 然后推力减小为F2 5N 方向不变 物体又运动了t2 4s 后撤去外力 物体再经 过 t3 6s 停下来 试求物体在水平面上所受的摩擦力 14 跳伞运动员从 2000m 高处跳下 开始下落过程未打开降落伞 假设初速度为零 所受空 气阻力与下落速度大小成正比 最大降落速度为vm 50m s 运动员降落到离地面s 200m 高 处才打开降落伞 在 1s 内速度均匀减小到v1 5 0m s 然后匀速下落到地面 试求运动员在 空中运动的时间 15 15 如图 1 所示 质量为 M 的足够长木板置于光滑水平地面上 一质 量为 m 的木块以水平初速度滑上长木板 已知木块与木板之间的 0 v 摩擦因数为 求 1 m 的最终速度 v 2 m 与 M 相对滑动产生的焦耳热 Q 3 m 在 M 上相对滑动的距离 L 答案及解析答案及解析 1 答案答案 AC 解析解析 根据动量定理可知 在过程 I 中 钢珠从静止状态自由下落 不计空气阻力 小 球所受的合外力即为重力 因此钢珠的动量的改变量等于重力的 冲量 选项 A 正确 过程 I 中阻力的冲量的大小等于过程 I 中重力的冲量的大小与过程 中重力的冲量的大小之和 显然 B 选项不对 在 I 两个过程中 钢珠动量的改变量各不为零 且它们大小相等 方向 相反 但从整体看 钢珠动量的改变量为零 故合外力的总冲量等于零 故 C 选项正确 D 选项错误 因此 本题的正确选项为 AC 2 答案答案 C 解析解析 本题的受力分析应与左侧没有物块挡住以及半圆槽固 定在水平面上的情况区分开来 图 5 8 小球在半圆槽内自 B C 运动过程中 虽然开始时半圆槽与其左侧 物块接触 但已不挤压 同时水平而光滑 因而系统在水平方向 不受任何外力作用 故在此过程中 系统在水平方向动量守恒 所以正确答案应选 C 3 答案答案 BC 解析解析 由于碰撞时间极短 所以单摆相对小车没有发生摆动 即摆线对球的作用力原来 是竖直向上的 现在还是竖直向上的 没有水平方向的分力 未改变小球的动量 实际上单 摆没有参与这个碰撞过程 所以单摆的速度不发生变化 因此 选项中应排除 AD 因为单摆的速度不变 所以 研究对象也选取小车和木块 水平方向动量守恒 由动量守 恒定律 Mu Mv1 mv2 即为 B 选项 由于题目中并没有提供在碰撞过程中能量变化关系 所以也有可能小车和木块合二而一 因此 C 选项也是可能的 正确答案 选 B C 4 答案答案 CD 解析解析 物体炸裂过程发生在物体沿水平方向运动时 由于物体沿水平方向不受外力 所以沿水平方向动量守恒 根据动量守恒定律有 mA mB v mAvA mBvB 当 vA与原来速度 v 同向时 vB可能与 vA反向 也可能与 vA同向 第二种情况是由于 vA的 大小没有确定 题目只讲的质量较大 但若 vA很小 则 mAvA还可能小于原动量 mA mB v 这 时 vB的方向会与 vA方向一致 即与原来方向相同所以 A 不对 a b 两块在水平飞行的同时 竖直方向做自由落体运动即做平抛运动 落地时间由 t 决定 因 h 相等 所以落地时间一定相等 所以选项 C 是正确的 g h2 由于水平飞行距离 x v t a b 两块炸裂后的速度 vA vB不一定相等 而落地时间 t 又相等 所以水平飞行距离无法比较大小 所以 B 不对 根据牛顿第三定律 a b 所受爆炸力 FA FB 力的作用时间相等 所以冲量 I F t 的 大小一定相等 所以 D 是正确的 5 答案答案 CD 解析解析 设玻璃杯下落高度为 h 它们从 h 高度落地瞬间的 速度大小为 设玻璃杯gh2 的质量为 m 则落地瞬间的动量大小为 P m 与水泥地或草地接触 t 时间后 杯子停下gh2 静止 在此过程 玻璃杯的动量变化为 P 0 m 再由动量定理可知 F t gh2 P m所以 F 由此可知越大杯子受合力 F 越大 掉在水泥地上动gh2 t ghm 2 t ghm 2 量变化快 所以掉在水泥地上杯子受到的合力大 冲力也大 所以杯子易碎 同理 掉在水 泥地上作用时间短 而动量变化相同所以掉在水泥地受到的合力大 地面给予杯子的冲击力 也大 所以杯子易碎 正确答案应选 C D 6 答案答案 B 解析解析 由动量变化图 5 2 中可知 P2最大 即竖直上抛过程动量增量最大 所以应 选 B 7 答案答案 C 解析解析 解析 由于光滑斜面 物体 m 下滑过程中机械能守恒 滑至底端是的瞬时速度 根据瞬时功率 ghv2 cosFvP 由图可知 的夹角则滑到底端时重力的功率是vF a 0 90 故 C 选项正确 ghamgP2sin 8 解析解析 1 当弹簧处压缩状态时 系统的机械能等于两滑块的动能和弹簧的弹性势能之和 当弹 簧伸长到自然长度时 弹性势能为 0 因这时滑块 A 的速度为 0 故系统的机械能等于滑块 B 的动能 设这时滑块 B 的速度为 v 则有 E m2v2 2 因系统所受外力为 0 由动量守恒定律 m1 m2 v0 m2v 解得 E m1 m2 2v02 2m2 由于只有弹簧的弹力做功 系统的机械能守恒 m1 m2 v02 2 Ep E 解得 Ep m1 m2 m1 m2 v02 2m2 2 假设在以后的运动中滑块 B 可以出现速度为 0 的时刻 并设此时 A 的速度为 v1 弹 簧的弹性势能为 E p 由机械能守恒定律得 m1v12 2 E p m1 m2 2v02 2m2 根据动量守恒得 m1 m2 v0 m1v1 求出 v1代入上式得 m1 m2 2v02 2m1 E p m1 m2 2v02 2m2 因为 E p 0 故得 m1 m2 2v02 2m1 m1 m2 2v02 2m2 即 m1 m2 这与已知条件中 m1 m2不符 可见在以后的运动中不可能出现滑块 B 的速度为 0 的情况 9 解析解析 设人走到船尾时 人的速度为 船的速度为 x v y v 对系统分析 动量守恒 yx MvmvvMm 0 对船分析 匀加速运动 S t vv y 2 0 对人分析 匀加速运动 t vv LS x 2 0 得 S 3 25 m 10 解析解析 1 设所有物块都相对木板静止时的速度为 v 因木板与所有物块系统水平方向不受外力 n 动量守恒 应有 m v m 2 v m 3 v m n v M nm v 0000n 1 M nm 2 解得 v n 1 v n 4 1 0 2 设第 1 号物块相对木板静止时的速度为 v 取木板与物块 1 为系统一部分 第 2 1 号物块到第 n 号物块为系统另一部分 则 木板和物块 1 p M m v m v 10 2 至 n 号物块 p n 1 m v v 01 由动量守恒定律 p p 解得 v v 1 2 1 0 3 3 设第 k 号物块相对木板静止时的速度由 v 则第 k 号物块速度由 k v 减为 v 的 k0k 过程中 序数在第 k 号物块后面的所有物块动量都减小 m k v v 取木板与序号为 1 0k 至 K 号以前的各物块为一部分 则 p M km v m v m 2 v mk v n k m v k 1 m v k000k 2 k 0 序号在第 k 以后的所有物块动量减少的总量为 p n k m k v v 0k 由动量守恒得 p p 即 n k m v k 1 m v n k m k v v k 2 k 00k 解得 v k n kvkn 4 12 0 11 解析解析 取水平向左为正方向 冰车 人 球为系统 由动量守恒定律 对第一次推球过程有 11 0 mv Mvmvv M 对第二次整个接 推球过程有 122 3 mv MvmvMvmv v M 对第三次整个接 推球过程有 233 5 mv MvmvMvmv v M 对第 n 次整个接 推球过程同理分析得 21 n nmv v M 设推球 n 次后恰接不到球 则 故有 代人已知条件 n vv 21 nmv v M 解得 n 8 5 即人推球 9 次后将接不到球 12 解析解析 1 由机械能守恒定律可得 mgR 得 3 4 mgR 4 mgR 2 设A B碰撞后的速度分别为v1 v2 则 2 1 2 1 mv 4 mgR 2 1 2 1 mv 4 mgR 设向右为正 向左为负 解得 v1 方向向左 v2 方向向右gR 2 1 gR 2 1 设轨道对B球的支持力为N B球对轨道的压力为N 方向竖直向上为正 向下为负 则 N mg m N N 4 5mg 方向竖直向下 R v2 2 3 设 A B 球第二次碰撞刚结束时的速度分别为V1 V2 则 2 1 2 1 2121 2 1 2 1 mVmVmgR mVmVmvmv 解得 V1 V2 0 另一组 V1 v1 V2 v2 不合题意 舍去 gR2 由此可得 当n为奇数时 小球A B在第n次碰撞刚结束时的速度分别与第一次碰撞 刚结束时相同 当n为偶数时 小球A B在第n次碰撞刚结束时的速度分别与第二次碰撞 刚结束时相同 13 解析解析 解法 l 取物体为研究对象 它的运动可明显分为三个过程 设第一 二两过程末的速 度分别为v1和v2 物体所受摩擦力为 f 规定推力的方向为正方向 根据动量定理对三个 过程分别有 111 mvtfF 1222 mvmvtfF 23 0mvft 联立上述三式得 NN ttt tFtF f4 645 4558 321 2211 解法 2 规定推力的方向为正方向 在物体运动的整个过程中 物体的初动量p1 0 末 动量p2 0 据动量定理有 0 3212211 tttftFtF 即 0 645 4558 f 解得 Nf4 14 解析解析 整个过程中 先是变加速运动 接着匀减速 最后匀速运动 作出v t图线如图