(广东专用)2018年高考物理一轮复习第7章动量微专题34动量定理和动量守恒定律的理解和应用粤教版.

1 3434 动量定理和动量守恒定律的理解和应用动量定理和动量守恒定律的理解和应用 方法点拨 1 动量定理与动量守恒定律用到运动过程的初 末状态 要分析好过程 明 确初 末状态 2 注意动量的矢量性 动量定理与动量守恒定律的方程都是矢量方程 先 选好正方向再列方程 1 动量的矢量性 多选 一个质量为 2 kg 的小球以水平速度 5 m s 向右运动 与挡板碰撞 后 以 3 m s 的水平速度反向弹回 则 A 它的动量变化量的大小为 4 kg m s B 它的动量变化量的大小为 16 kg m s C 它的动量变化量的方向与初动量方向相反 D 它的动量变化量的方向与初动量方向相同 2 动量守恒 质量为m的小球P以大小为v的速度与质量为 3m的静止小球Q发生正碰 碰 后小球P以大小为 的速度被反弹 则正碰后小球Q的速度大小是 v 2 A 2v B C D v 2 v 3 v 6 3 守恒条件理解 如果一个系统不受外力 或者所受外力的矢量和为零 这个系统的总动 量保持不变 这就是动量守恒定律 若一个系统动量守恒时 则 A 此系统内每个物体所受的合力一定都为零 B 此系统内每个物体的动量大小不可能都增加 C 此系统的机械能一定守恒 D 此系统的机械能可能增加 4 动量守恒定律应用 如图 1 所示 一辆小车静止在光滑水平面上 A B两人分别站在车 的两端 当两人同时相向运动时 图 1 A 若小车不动 两人速率一定相等 B 若小车向左运动 A的速率一定比B的小 C 若小车向左运动 A的动量一定比B的大 D 若小车向左运动 A的动量一定比B的小 5 质量为M的原子核 原来处于静止状态 当它以速度v放出质量为m的粒子时 设v的方 2 向为正方向 剩余部分的速度为 A B mv M m mv M m C D Mv m M mv M 6 小船以速率v向东行驶 若在小船上分别以相对于地面的速率 u 向东 向西水平抛出两 个等质量的物体 则小船的速率 A 增大B 减小 C 不变D 由于两物体质量未知 无法确定 7 多选 如图 2 所示 小木块P和长木板Q叠放后静置于光滑水平面上 P Q的接触面是 粗糙的 用足够大的水平力F拉Q P Q间有相对滑动 在P从Q左端滑落以前 关于水平 力F的下列说法中正确的是 图 2 A F做的功大于P Q动能增量之和B F做的功等于P Q动能增量之和 C F的冲量大于P Q动量增量之和D F的冲量等于P Q动量增量之和 8 如图 3 所示 物体A B的质量分别为m 2m 物体B置于水平面上 B物体上部半圆型 槽的半径为R 将物体A从圆槽的右侧最顶端由静止释放 一切摩擦均不计 则 图 3 A A不能到达B圆槽的左侧最高点B A运动到圆槽的最低点时速度为 2gR C B一直向右运动D B向右运动的最大位移大小为 2R 3 9 如图 4 粗糙水平面上 两物体A B用轻绳相连 在恒力F作用下做匀速运动 某时刻 轻绳断开 A在F牵引下继续前进 B最后静止 则在B静止前 A和B组成的系统动量 选填 守恒 或 不守恒 在B静止后 A和B组成的系统动量 选填 守恒 或 不守恒 图 4 10 如图 5 所示 方盒A静止在光滑的水平面上 盒内有一个小滑块B 盒的质量是滑块的 2 倍 滑块与盒内水平面间的动摩擦因数为 若滑块以速度v开始向左运动 与盒的左 右壁发生无机械能损失的碰撞 滑块在盒中来回运动多次 最终相对于盒静止 则此时盒的 3 速度大小为 滑块相对于盒运动的路程为 图 5 11 质量为m的小球A以速率v0向右运动时跟静止的小球B发生碰撞 碰后A球以的速 v0 2 率反向弹回 而B球以的速率向右运动 求 v0 3 1 小球B的质量mB的大小 2 碰撞过程中 小球B对小球A做的功W是多大 12 对于两物体碰撞前后速度在同一直线上 且无机械能损失的碰撞过程 可以简化为如下 模型 A B两物体位于光滑水平面上 仅限于沿同一直线运动 当它们之间的距离大于等 于某一定值d时 相互作用力为零 当它们之间的距离小于d时 存在大小恒为F的斥 力 设A物体质量m1 1 0 kg 开始时静止在直线上某点 B物体质量m2 3 0 kg 以速度 v0从远处沿该直线向A运动 如图 6 所示 若d 0 10 m F 0 60 N v0 0 20 m s 求 图 6 1 相互作用过程中A B加速度的大小 2 从开始相互作用到A B间的距离最小时 系统动能的减少量 3 A B间的最小距离 4 答案精析答案精析 1 BC 2 B 小球P和Q的正碰满足动量守恒定律 设小球P的运动方向为正方向 有 mv 0 m 3m v 解得 v 故选 B v 2 v 2 3 D 若一个系统动量守恒时 则整个系统所受的合力为零 但是此系统内每个物体所受 的合力不一定都为零 选项 A 错误 此系统内每个物体的动量大小可能会都增加 但是方向 变化 总动量不变这是有可能的 选项 B 错误 因系统合外力为零 但是除重力以外的其他 力做功不一定为零 故机械能不一定守恒 系统的机械能可能增加 也可能减小 故选 D 4 C A B两人及小车组成的系统不受外力 系统动量守恒 根据动量守恒定律得 mAvA mBvB m车v车 0 若小车不动 则mAvA mBvB 0 由于不知道A B质量的关系 所 以两人速率不一定相等 故 A 错误 若小车向左运动 则A B的动量和必须向右 而A向 右运动 B向左运动 所以A的动量一定比B的大 故 B D 错误 C 正确 5 B 质量为M的原子核 原来处于静止状态 当它以速度v放出质量为m的粒子的过程 中动量守恒 设剩余部分的速度为v1 由 0 M m v1 mv 得v1 B 正确 mv M m 6 A 7 AD 以P Q系统为研究对象 根据功能关系 拉力做的功等于P Q动能增加量与摩擦 产生的内能之和 A 正确 B 错误 系统所受合外力F的冲量等于P Q动量增量之和 C 错 误 D 正确 8 D A B组成的系统动量守恒 A B刚开始时动量为零 所以运动过程中总动量时刻为 零 所以B先向右加速后又减速到零 因为系统机械能守恒 当B静止时 A恰好运动到左 侧最高点 A 错误 根据动量守恒定律可得m 2m 又知道s1 s2 2R 所以可得 s1 t s2 t s2 R D 正确 B向右先加速后减速 减速到零之后又向左先加速后减速 即做往返运动 2 3 C 错误 当A运动到最低点时 水平方向上动量守恒 所以有mv1 2mv2 因为系统满足机 械能守恒 所以有mgR mv 2mv 联立可得v1 B 错误 1 22 1 1 22 2 4 3gR 9 守恒 不守恒 解析 轻绳断开前 A B做匀速运动 系统受到的拉力F和摩擦力平衡 合外力等于零 即F fA fB 0 所以系统动量守恒 当轻绳断开B静止之前 A B系统的受力情况不变 5 即F fA fB 0 所以系统的动量依然守恒 当B静止后 系统的受力情况发生改变 即 F fA mAa 系统合外力不等于零 系统动量不守恒 10 v 3 v2 3 g 解析 设滑块质量为m 则盒子的质量为 2m 对整个过程 由动量守恒定律可得 mv 3mv共 解得 v共 v 3 由功能关系可得 mgs mv2 3m 2 1 2 1 2 v 3 解得s v2 3 g 11 1 4 5m 2 mv 3 82 0 解析 1 小球A B碰撞过程动量守恒 选向右为正方向 有mv0 m mB v0 2 v0 3 解得 mB 4 5m 2 根据动能定理 碰撞过程中只有B对A做功 选小球A为研究对象W m 2 mv 1 2 v0 2 1 22 0 解得W mv 3 82 0 12 1 0 6 m s2 0 2 m s2 2 0 015 J 3 0 075 m 解析