2012版高三物理一轮复习 动量守恒定律及其应用动量和能量象综合训练

用心 爱心 专心1 20122012 版高三物理一轮复习版高三物理一轮复习 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 PQS 是固定于竖直平面内的光滑的 1 4 圆周轨道 圆心 O 在 S 的正上方 在 O 和 P 两点各有一质量为 m 的小物块 a 和 b 从同一时刻开始 a 自由下落 b 沿圆弧下滑 以下 说法正确的是 A a 比 b 先到达 S 它们在 S 点的动量不相等 B a 比 b 同时到达 S 它们在 S 点的动量不相等 C a 比 b 先到达 S 它们在 S 点的动量相等 D b 比 a 先到达 S 它们在 S 点的动量相等 解析 a 物体做自由落体运动 运动时间为 t1 b 物体沿 1 4 圆弧轨道下滑的过程中 其竖 直方向分运动的加速度在任何高度都小于重力加速度 又 a b 两物体竖直方向位移相等 所 以 b 物体下滑到 S 的时间 t2 t1 故 A 正确 B C D 错误 答案 A 2 关于系统动量守恒的条件 下列说法正确的是 A 只要系统内存在摩擦力 系统动量就不可能守恒 B 只要系统中有一个物体具有加速度 系统动量就不守恒 C 只要系统所受的合外力为零 系统动量就守恒 D 系统中所有物体的加速度为零时 系统的总动量不一定守恒 解析 由动量守恒的条件知 C 正确 D 项中所有物体加速度为零时 各物体速度恒定 动 量恒定 总动量一定守恒 用心 爱心 专心2 答案 C 3 如图所示 完全相同的 A B 两物块随足够长的水平传送带按图中所示方向匀速运动 AB 间夹有少量炸药 对 A B 在炸药爆炸过程及随后的运动过程有下列说法 其中正确的是 A 炸药爆炸后瞬间 A B 两物块速度方向一定相同 B 炸药爆炸后瞬间 A B 两物块速度方向一定相反 C 炸药爆炸过程中 A B 两物块组成的系统动量不守恒 D A B 在炸药爆炸后至 A B 相对传送带静止过程中动量守恒 解析 炸药爆炸后 A 物块的速度是否反向 取决于炸药对 A 物块的冲量大小和 A 的初动 量大小的关系 故 A 速度不一定反向 故 A B 项不正确 在炸药爆炸过程中及以后直至 A B 相 对静止过程中 A 相对传送带向左运动 B 相对传送带向右运动 所受摩擦力方向相反 根据滑 动摩擦力定义可以确定 A B 组成的系统所受合外力为零 满足动量守恒条件 故 C 项不正确 D 项正确 答案 D 4 江苏南通 2 月 质量为 m 的物块甲以 3 m s 的速度在光滑水平面上运动 有一轻弹 簧固定其上 另一质量也为 m 的物体乙为 4 m s 的速度与甲相向运动 如图所示 则 A 甲 乙两物块在弹簧压缩过程中 由于弹力作用 动量不守恒 B 当两物块相距最近时 甲物块的速度为零 C 当甲物块的速度为 1 m s 时 乙物块的速度可能为 2 m s 也可能为 0 D 甲物块的速率可能达到 5 m s 用心 爱心 专心3 解析 由于弹簧是轻质的 甲 乙在水平方向上除相互作用外不受其他力 故水平方向上 二者组成的系统动量守恒 A 错 当甲 乙相距最近时应有 v甲 v乙 故由动量守恒有 mv乙 mv 甲 2mv 其中以物体乙的初速度方向为正 代入数据有 v 0 5 m s B 错 又二者作用过程中 总 机械能也守恒 当二者分离时甲获得最大速度 则由动量守恒和能量守恒有 2222 1111 2222 m m mvmvmvmv v mvmvmvmv 乙甲 乙甲 为两物块分离时乙的速度大小 解之得 vm v乙 4 m s v v甲 3 m s 故 D 错 当甲物块的速度为向左的 1 m s 时 由动量守恒可求得乙的速率为 2 m s 当甲物块的速度为向右的 1 m s 同样可求得乙的速 率为 0 故 C 对 答案 C 5 山东潍坊一模 如图 质量为 3 kg 的木板放在光滑水平面上 质量为 1 kg 的物块 在木板上 它们之间有摩擦力 木板足够长 两者都以 4 m s 的初速度向相反方向运动 当木 板的速度为 2 4 m s 时 物块 A 加速运动 B 减速运动 C 匀速运动 D 静止不动 解析 由于木板和物块之间有摩擦 放在光滑的水平面上后 由于木板足够长 故木板和 物块系统动量守恒 最终二者将具有共同的速率 规定向右的方向为正方向 根据动量守恒得 3 4 kg m s 1 4 kg m s 3 kg 1 kg v 所以 v 2 m s 方向向右 当木板速度 为 2 4 m s 时 设物块的速度为 v 根据动量守恒得 3 4 kg m s 1 4 kg m s 3 2 4 kg m s 1 kg v v 0 8 m s 方向向右 因 v mv0时 v2才与初速度 方向相反 且 v1 v2的大小关系不能确定 所以无法确定 a b 的水平位移 A B 均错 竖直方向 的运动不受水平运动的影响 故落地时间相同 a b 所受力大小相等 时间相同 故冲量大小 相等 答案 CD 7 如图所示两辆质量相同的小车静止于光滑的水平面上 有一人静止在小车 A 上 当这 个人从 A 车上跳到 B 车上 接着又从 B 车跳回并与 A 车保持相对静止时 A 车的速率 A 等于零 B 小于 B 车速率 C 大于 B 车速率 D 等于 B 车速率 解析 由系统动量守恒可得 O MA m VA MBVB MA M MB故 VA VB B 正确 答案 B 用心 爱心 专心5 8 小车静止在光滑水平面上 站在车上的人练习打靶 靶装在车上的另一端 如图所示 已知车 人 枪和靶的总质量为 M 不含子弹 每颗子弹质量为 m 共 n 发 打靶时 枪口到靶的 距离为 d 若每发子弹打入靶中 就留在靶里 且待前一发打入靶中后 再打下一发 则以下说 法正确的是 A 待打完 n 发子弹后 小车将以一定速度向右匀速运动 B 待打完 n 发子弹后 小车应停在射击之前位置的右方 C 在每一发子弹的射击过程中 小车所发生的位移相同 大小均为 md nmM D 在每一发子弹的射击过程中 小车所发生的位移不相同 解析 根据动量守恒定律 当子弹射出后 小车 包括人 枪和靶 下同 获得一定的速度向 右匀速直线运动 但是当子弹打入靶后 因为系统总动量为 0 所以小车将做间歇性的匀速直 线运动 最后将停止于原位的右边 A 错误 B 正确 研究空中飞行的一颗子弹和其他所有物体 的动量守恒可知 每一次射击后小车获得的速度都是相等的 走过的距离也都相等 设子弹的 速度为 v 小车获得的速度为 v1由动量守恒有 mv M n 1 m v1 v1 1 mv Mnm 设子弹 从枪口射出到打入靶所用的时间为 1 1 mvMnm d t dt vt MnmMnm v 小车位 移为 s v1 md t nmM C 对 D 错 答案为 BC 答案 BC 9 一列总质量为 m总的列车 在平直轨道上以速度 v 匀速行驶 突然最后一节质量为 m 的车厢脱钩 列车受到的阻力与车重成正比 机车牵引力不变 则当最后一节车厢刚好停止的 用心 爱心 专心6 瞬间 前面列车的速度为 解析 整个列车匀速行驶时 机车牵引力与列车所受阻力大小相等 当最后一节车厢脱钩 之后 机车牵引力不变 而最后一节车厢停止运动前 对整个列车而言 所受阻力大小也不变 则列车与脱钩的最后一节车厢组成的系统动量守恒 最后一节车厢停止瞬间 有 m总 m v m总v v m v mm 总 总 答案 m v mm 总 总 10 质量为 100 kg 的甲车连同质量为 50 kg 的人一起以 2 m s 的速度在光滑水平上 向前运动 质量为 150 kg 的乙车以 7 m s 的速度由后面追来 为了避免相碰 当两车靠近 时甲车上的人至少应以多大的水平速度跳上乙车 解析 在人和车相互作用时动量守恒 设人跳起的水平速度为 v人 两车后来的速度相同 均为 v车 设向前为正方向 根据动量守恒定律 人从甲车上跳出时 有 m M甲 v甲 M甲v车 mv人 人跳上乙车的过程中 有 M乙v乙 mv人 M乙 m v车 由以上两式代入数据解得 v人 3 m s 答案 3 m s 11 如图所示 光滑的水平地面上有一木板 其左端放有一重物 右方有一竖直的墙 重物 质量为木板质量的 2 倍 重物与木板间的动摩擦因数为 使木板与重物以共同的速度 v0向 右运动 某时刻木板与墙发生弹性碰撞 碰撞时间极短 求木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞 所经历的时间 设木板足够长 重物始终在木板上 重力加速度为 g 用心 爱心 专心7 解析 木板第一次与墙碰撞后 木板的速度反向 大小不变 此后木板向左做匀减速运动 重物向右做匀减速运动 最后木板和重物达到一共同速度为 v 设木板的质量为 m 重物的质 量为 2m 取向右为动量的正向 由动量守恒得 2mv0 mv0 3mv 设从第一次与墙碰撞到木板和重物具有共同速度 v 所用的时间为 t1 2 mgt1 mv m v0 由牛顿第二定律得 2 mg ma 式中 a 为木板的加速度 在达到共同速度 v 时 木板离墙的距离 l 为 2 0 11 1 2 lv tat 开始向右做匀速运动到第二次与墙碰撞的时间为 2 l t v 从第一次碰撞到第二次碰撞所经过的时间为 t t1 t2 由以上各式得 0 4 3 v t g 12 如图所示 在光滑水平面上有两个并排放置的木块 A 和 B 已知 mA 500 g mB 300 g 有一质量为 80 g 的小铜球 C 以 25 m s 的水平初速开始 在 A 表面滑动 由于 C 和 A B 间有 摩擦 铜块 C 最后停在 B 上 B 和 C 一起以 2 5 m s 的速度共同前进 求 用心 爱心 专心8 1 木块 A 的最后速度 vA 2 C 在离开 A 时速度 vC 解析 A B C 三个物体作为一个系统在水平方向不受外力作用 系统动量守恒