2012高三物理一轮复习 6.2动量守恒定律及其应用课时练习 人教版

用心 爱心 专心 1 20122012 高三物理一轮复习课时练习 高三物理一轮复习课时练习 6 26 2 动量守恒定律及其应用动量守恒定律及其应用 1 如图所示 在光滑的水平地面上有一辆平板车 车的两端分别站着人A和B A的质 量为mA B的质量为mB mA mB 最初人和车都处于静止状态 现在 两人同时由静止开始相 向而行 A和B对地面的速度大小相等 则车 A 静止不动 B 左右往返运动 C 向右运动 D 向左运动 解析 系统动量守恒 A的动量大于B的动量 只有车与B的运动方向相同才能使 整个系统动量守恒 答案 D 2 质量相等的三个小球a b c在光滑水平面上以相同的速率运动 它们分别与原来 静止的三个球甲 乙 丙相碰 a与甲碰 b与乙碰 c与丙碰 碰后a球继续沿原来方向运 动 b静止不动 c球被弹回则沿相反方向运动 这时甲 乙 丙三球中动量最大的是 A 甲球 B 乙球 C 丙球 D 因甲 乙 丙的质量未知 无法判断 解析 根据动量守恒定律 p1 p2 也就是说 若比较甲 乙 丙三球获得 的动量大小 可以比较a b c三球的动量变化大小 pA m v v pB 0 mv pc m v v 可以看出 C球的动量变化大 因而丙球获得的动量 大 选项 C 正确 答案 C 3 A球的质量是m B球的质量是 2m 它们在光滑的水平面上以相同的动量运动 B在 前 A在后 发生正碰后 A球仍朝原方向运动 但其速率是原来的一半 碰后两球的速率 比v A v B为 A B 1 2 1 3 C 2 D 2 3 解析 设碰前A球的速率为v 根据题意 pA pB 即mv 2mvB 得碰前vB 碰 v 2 后v A 由动量守恒定律 有mv 2m m 2mvB v 2 v 2 v 2 用心 爱心 专心 2 解得v B v 3 4 所以 选项 D 正确 v A v B v 2 3 4v 2 3 答案 D 4 如图所示 B C D E F五个球并排放置在光滑的水平面上 B C D E四球质 量相等 而F球质量小于B球质量 A球的质量等于F球质量 A球以速度v0向B运动 所 发生的碰撞均为弹性碰撞 则碰撞之后 A 五个小球静止 一个小球运动 B 四个小球静止 两个小球运动 C 三个小球静止 三个小球运动 D 六个小球都运动 解析 A球与B球相碰时 由于A质量小于B A弹回 B获得速度与C碰撞 由于 发生的碰撞为弹性碰撞且质量相等 B静止 C获得速度 同理 C与D的碰撞 D与E的碰 撞都是如此 E获得速度后与F的碰撞过程中 由于E的质量大于F 所以E F碰后都向前 运动 所以碰撞之后 A E F三球运动 B C D三球静止 选项 C 正确 答案 C 5 在一条直线上相向运动的甲 乙两个小球 它们的动能相等 已知甲球的质量大于 乙球的质量 它们正碰后可以发生的情况是 A 甲球停下 乙球反向运动 B 甲球反向运动 乙球停下 C 甲 乙两球都反向运动 D 甲 乙两球都反向运动 且动能仍相等 解析 两球动能相等 Ek 因m甲 m乙 则p甲 p乙 p2 2m 系统总动量大小为 方向为碰前甲球的速度方向 系统动量守恒 碰 2m甲Ek2m乙Ek 后的总动量仍为甲球的速度方向 若碰后甲球停下 乙球反向能满足动量守恒 A 对 若乙 球停下 甲球反向 总动量将反向 B 错 碰后甲 乙球都反向运动时 一定满足甲球后来 的动量小于乙球后来的动量 若甲 乙碰后动能仍相等 有p 甲 p 乙 合动量将反向 动量定理不成立 所以 C 对 D 错 选项 A C 正确 用心 爱心 专心 3 答案 AC 6 在光滑的水平面上有a b两球 其质量分别为ma mb 两球在t时刻发生正碰 两 球在碰撞前后的速度图象如图所示 下列关系正确的是 A ma mb B ma mb C ma mb D 无法判断 解析 设a球碰b前的速度大小为v 则由图可知 碰后a b两球的速度大小为 v 2 由动量守恒得 mav mb ma 可推得 mb 3ma 只有 B 项正确 v 2 v 2 答案 B 7 某人在一只静止的小船上练习打靶 已知船 人 枪 不包括子弹 及靶的总质量为 M 枪内装有n颗子弹 每颗子弹的质量均为m 枪口到靶的距离为L 子弹水平射出枪口相 对于地的速度为v 在发射后一颗子弹时 前一颗子弹已嵌入靶中 求发射完n颗子弹时 小船后退的距离 A L B L m M m nm M m C L D L nm M nm m M nm 解析 设发射第一颗子弹后s船 L m M m 发射第二颗子弹后s船 L 2m M m m 发射第n颗子弹后s船 L nm M nm 答案 C 8 2009 年全国卷 两物体甲和乙在同一直线上运动 它们在 0 0 40 s 时间内的 v t图象如下图所示 若仅在两物体之间存在相互作用 则物体甲与乙的质量之比和图中时 间t1分别为 用心 爱心 专心 4 A 和 0 30 s B 3 和 0 30 s 1 3 C 和 0 28 s D 3 和 0 28 s 1 3 解析 以甲 乙为研究系统 在 0 t1的过程中由动量守恒得m乙v0 m甲 m乙 v 将v v0代入得 以乙为研究对象 a 10 m s2 故t1 m甲 m乙 3 1 0 v0 t 0 4 0 40 v v0 a 0 30 s 故正确答案为 B 1 4 10 答案 B 9 A B两船的质量均为m 都静止在平静的湖面上 现A船中质量为m的人 以对地 1 2 的水平速度v从A船跳到B船 再从B船跳到A船 经n次跳跃后 人停在B船上 不计水的阻力 则 A A B两船速度大小之比为 2 3 B A B 包括人 两船动量大小之比为 1 1 C A B 包括人 两船的动能之比为 3 2 D A B 包括人 两船的动能之比为 1 1 解析 人和两船组成的系统动量守恒 两船原来静止 总动量为 0 A B 包括人 两船的动量大小相等 选项 B 正确 经过n次跳跃后 A船速度为vA B船速度为vB 0 mvA vB m m 2 选项 A 错 vA vB 3 2 A船最后获得的动能为EkA mv 1 22A B船最后获得的动能为 EkB v 2 EkA 1 2 m 2 m 2B 1 2 m 2 m 2 3vA 2 3 1 2mv2 A 2 3 选项 C 正确 故选项 B C 正确 EkA EkB 3 2 答案 BC 用心 爱心 专心 5 10 火箭喷气发动机每次喷出m 0 2 kg 的气体 喷出气体相对地面的速度为v 1 000 m s 设火箭的初质量M 300 kg 发动机每秒喷气 20 次 在不考虑地球引力及空气阻力的情 况下 火箭在 1 s 末的速度是多大 解析 选火箭和 1 s 内喷出的气体为研究对象 取火箭的运动方向为正方向 在这 1 s 内由动量守恒定律得 M 20m v 20mv 0 解得 1 s 末火箭的速度 v m s 13 5 m s 20mv M 20m 20 0 2 1 000 300 20 0 2 答案 13 5 m s 11 如下图所示 甲 乙两冰球运动员为争抢冰球而合理冲撞 已知甲运动员的质量为 60 kg 乙运动员的质量为 70 kg 接触前两运动员速度大小均为 5 m s 冲撞结果 甲被撞 回 速度大小为 2 m s 如果接触时间为 0 2 s 问 1 冲撞时两运动员的相互作用力多大 2 撞后乙的速度大小是多少 方向又如何 解析 1 取甲碰前的速度方向为正方向 对甲运用动量定理 有 Ft m甲v甲 m甲v甲 代入数据得F 2 100 N 2 取甲碰前的速度方向为正方向 对系统运用动量守恒定律 有 m甲v甲 m乙v乙 m甲v 甲 m乙v 乙 代入数据得v 乙 1 m s 方向与甲碰前速度方向相同 答案 1 2 100 N 2 1 m s 与甲碰前同向 12 2009 年重庆卷 探究某种笔的弹跳问题时 把笔分为轻质弹簧 内芯和外壳三部分 其中内芯和外壳质量分别为m和 4m 笔的弹跳过程分为三个阶段 用心 爱心 专心 6 把笔竖直倒立于水平硬桌面 下压外壳使其下端接触桌面 见图 a 由静止释放 外壳竖直上升至下端距桌面高度为h1时 与静止的内芯碰撞 见图 b 碰后 内芯与外壳以共同的速度一起上升到外壳下端距桌面最大高度为h2处 见图 c 设内芯与外壳间的撞击力远大于笔所受重力 不计摩擦与空气阻力 重力加速度为g 求 1 外壳与内芯碰撞后瞬间的共同速度大小 2 从外壳离开桌面到碰撞前瞬间 弹簧做的功 3 从外壳下端离开桌面到上升至h2处 笔损失的机械能 解析 1 由 4m m g h2 h1 4m m v 0 得v2 1 22 22g h