高考物理总复习巩固练习 动量守恒动律的应用（提高）

【巩固练习】一、选择题1、如图甲所示，质量为M的木板静止在光滑水平面上。一个质量为的小滑块以初速度从木板的左端向右滑上木板。滑块和木板的水平速度随时间变化的图象如图乙所示。根据图象判断下列哪些说法是正确的 （ ） A滑块与木板间始终存在相对运动；B滑块始终未离开木板；C滑块的质量大于木板的质量；D在时刻滑块从木板上滑出。2、如图所示，在光滑水平面上停放着质量为m装有光滑弧形槽的小车，一质量也为m的小球以的水平初速度沿槽口向小车滑去，到达某一高度后，小球又返回车右端。则（ ）A.小球以后将向右做平抛运动 B.小球将做自由落体运动C.此过程小球对小车做的功为 D.小球在弧形槽上升的最大高度为3、在光滑水平地面上有两个相同的弹性小球A、B，质量都为m，现B球静止。A球向B球运动，发生正碰。已知碰撞过程中总机械能守恒，两球压缩最紧时的弹性势能为Ep，则碰前A球速度等于（ ）A. B. C. D. 4、(2014 江南“十校”联考) A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，mA1 kg，mB2 kg，vA6 m/s，vB2 m/s.当A追上B并发生碰撞后，A、B两球速度的可能值是()AvA5 m/s，vB2.5 m/sBvA2 m/s，vB4 m/sCvA4 m/s，vB7 m/sDvA7 m/s，vB1.5 m/s5、两个完全相同的小钢球在光滑的水平面上分别以和的速率相向运动，设碰撞可看成是弹性碰撞，则它们发生正碰后的速度和分别为 （ ） A. B. C. D. 6、速度为的氦核与静止的质子发生正碰，氦核的质量为质子的4倍，碰撞是弹性碰撞，求碰撞后两个粒子的速度分别为 （ ）A. B. C. D. 7、质量为的小球以的速度与质量为的静止的小球相碰。关于碰后的速度，下列可能的是（ ）A. ， B. ， C. ， D. ，8、两根磁铁放在两辆小车上，小车能在水平面上自由移动，甲车与磁铁总质量为1kg，乙车与磁铁总质量为2kg，两根磁铁的S极相对。推动一下使小车相向而行，若某时刻甲的速度为3m/s，乙的速度为2m/s（与甲的速度方向相反），之后可以看到，它们还没有碰上就分开了，则（ ） A甲车开始反向时，乙车速度减为0.5m/s，方向不变 B乙车开始反向时，甲车速度为0.5m/s，方向与原来速度方向相反 C两者距离最近时，速率相等，方向相反 D两者距离最近时，速率都约为0.33m/s，方向都与甲车后来的速度方向一致9、一只爆竹竖直升空后，在高为h处达到最高点，发生爆炸，分为质量不同的两块，两块质量之比为2:1，其中小的一块获得水平速度,则两块爆竹落地后相距( )A.B.C. D.10、质量为M的火箭以速度水平飞行，若火箭向后喷出质量为的气体，气体相对火箭的速度为，则火箭的速度变为（ ）A. B. C. D. 二、填空题1、一人坐在冰面的小车上，人与车的总质量为M=70kg，当它接到一个质量m=20kg，以速度=5m/s迎面滑来的木箱后，立即以相对于自己为=5m/s的速度逆着木箱原来滑行的方向推出，不计冰面阻力，则小车获得的速度为_m/s。2、两磁铁各固定在一辆小车上，小车能在水平面上无摩擦地沿直线运动，已知甲车和磁铁的总质量为0.5kg，乙车和磁铁的总质量为1.0kg，两磁铁的N极相对，推动一下，使两车相向运动，某时刻甲车的速度大小是2m/s，乙车的速度大小为3m/s，且仍在相向运动，则两车的距离最近时，乙车的速度大小为_m/s；甲车速度为零时，乙车的速度大小为_m/s。3、人和冰车的总质量为M，另一木球质量为m，M:m=31:2，人坐在静止于水平冰面的冰车上，以速度（相对于地面）将原来静止的木球沿冰面推向正前方的固定挡板，不计一切摩擦阻力。木球每次与挡板碰撞后都将以碰撞前的速率反向弹回，人接到球后，再以相同的速度（相对于地面）将球推向挡板。求人推木球_次后，不能再接到球。三、计算题1、（2014 西安模拟）如图所示，竖直平面内的光滑水平轨道的左边与墙壁对接，右边与一个足够高的1/4光滑圆弧轨道平滑相连，木块A、 B静置于光滑水平轨道上，A、B的质量分别为1.5 kg和0.5 kg.现让A以6 m/s的速度水平向左运动，之后与墙壁碰撞，碰撞的时间为0.3 s，碰后的速度大小变为4 m/s.当A与B碰撞后会立即粘在一起运动，g取10 m/s2，求： (1)在A与墙壁碰撞的过程中，墙壁对A的平均作用力的大小；(2)A、B滑上圆弧轨道的最大高度2、如图所示，滑块A、C质量均为m，滑块B质量为，开始时A、B分别以、的速度沿光滑水平轨道向固定在右侧的挡板运动，现将C无初速地放在A上，并与A粘合不再分开，此时A与B相距较近，B与挡板相距足够远。若B与挡板碰撞将以原速率反弹，A与B碰撞将粘合在一起。为使B能与挡板碰撞两次，、应满足什么关系？ABCv1v23、如图所示，小球A系在细线的一端，线的另一端固定在O点，O点到水平面的距离为h。物块B质量是小球的5倍，置于粗糙的水平面上且位于O点的正下方，物块与水平面间的动摩擦因数为。现拉动小球使线水平伸直，小球由静止开始释放，运动到最低点时与物块发生正碰（碰撞时间极短），反弹后上升至最高点时到水平面的距离为。小球与物块均视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g，求物块在水平面上滑行的时间t。4、（2014 安徽卷)在光滑水平地面上有一凹槽A，中央放一小物块B.物块与左右两边槽壁的距离如图所示，L为1.0m，凹槽与物块的质量均为m，两者之间的动摩擦因数为0.05。开始时物块静止，凹槽以v05m/s初速度向右运动，设物块与凹槽槽壁碰撞过程中没有能量损失，且碰撞时间不计，g取10m/s2.求：(1)物块与凹槽相对静止时的共同速度；(2)从凹槽开始运动到两者相对静止物块与右侧槽壁碰撞的次数；(3)从凹槽开始运动到两者刚相对静止所经历的时间及该时间内凹槽运动的位移大小【答案与解析】一、选择题1、ACD解析：从图乙中可以看出，滑块与木板始终没有达到共同速度，所以滑块与木板间始终存在相对运动；又因木板的加速度较大，所以滑块的质量大于木板的质量；因在时刻以后，滑块和木板都做匀速运动，所以在时刻滑块从木板上滑出。即选项ACD正确。2、BC解析：此过程系统水平方向动量守恒，系统机械能也守恒。小球上升到最高点时，与小车有共同速度，则 解得 小球回到小车右端，根据动量守恒定律和机械能守恒定律 解得 所以小球做自由落体运动小球对车做功 （动能定理）3、C解析：碰撞过程动量守恒，两球组成的系统机械能守恒，压缩到最紧时两球速度相等，则有 可得碰前A的速度 4、【答案】B【解析】虽然题给四个选项均满足动量守恒定律，但A、D两项中，碰后A的速度vA大于B的速度vB，必然要发生第二次碰撞，不符合实际，即A、D项错误；C项中，两球碰后的总动能大于碰前的总动能Ek前22 J，违背了能量守恒，选项C错误；而B项既符合实际情况，也不违背能量守恒，选项B正确5、B解析：设两个小球的质量分别为和，碰前的速度分别为和，碰撞后的速度分别为和，根据动量守恒定律和机械能守恒定律有 可得 说明碰后两球交换速度。6、A解析：设质子的质量为则氦核的质量为，碰前的速度氦核为质子为，碰撞后的速度分别为和，有 ，可得 ， 7、AB 解析：根据动量守恒，能量守恒以及碰后要符合实际情况，即（1）动量守恒，即 （2）动能不增加，即 或 （3）速度要符合场景 可得 AB选项符合。8、AD解析：设甲的速度方向为正方向，甲车开始反向时速度为零，根据动量守恒定律 解得 ，A对。乙车开始反向时速度为零， 解得 ，B错。两者距离最近时速度相同， 解得 ，方向都与甲车后来的速度方向一致，C错D对。故选AD。9、C解析：在高为h处达到最高点发生爆炸，水平速度、竖直分速度都为零，动量守恒，总动量为零，两块速度必然反向，都做平抛运动。，（1）根据平抛运动 （2） （3） （4）两块爆竹落地后相距 ，C对。10、C解析：气体对地的速率为根据动量守恒定律 ，解得 ，C 对。二、填空题1、解析：设木箱原来滑行的方向为正方向，小车获得的速度为人推木箱后瞬间木箱的动量为 （不是对地的速度，是对的且逆着木箱）根据动量守恒定律 代入数据 2、，解析：设甲车速度方向为正方向，两车的距离最近时共速，根据动量守恒定律 ，代入数据解得，方向与乙车原来的方向相同。甲车速度为零时， 解得，方向与乙车原来的方向相同。3、第9次 解析：设人推木球时，人和冰车后退的方向为正方向，第一次速度为，第二次速度为，第次速度为。根据动量守恒定律第一次： 即 第二次：推球前的动量都为正，推球后木球的动量为负，人和冰车的动量为正，则 ，解得 同理第三次： 第次：当时，人不能再接到球，即 解得，说明推了8次还不能要求，所以人推木球第9次后，不能再接到球。三、计算题1、【答案】(1)50 N(2)0.45 m【解析】(1)设水平向右为正方向，当A与墙壁碰撞时根据动量定理有FtmAv1mA(v1)解得F50 N.(2)设碰撞后A、B的共同速度为v，根据动量守恒定律有mAv1(mAmB)vA、B在光滑圆形轨道上滑动时，机械能守恒，由机械能守恒定律得解得h0.45 m.2、 或 解析：设向右为正方向，A与C粘合在一起的共同速度为，由动量守恒定律得 （1）为保证B碰挡板前A未能追上B，应满足 （2）设A与B碰后的共同速度为，由动量守恒定律得（3）为使B能与挡板再次碰撞应满足 （4）， 联立（1）（2）（3）（4）得 或 3、解析：设小球的质量为m，运动到最低点与物块碰撞前的速度大小为，取小球运动到最低点重力势能为零，根据机械能守恒定律，有 得 设碰撞后小球反弹的速度大小为，同理有 得 设碰撞后物块的速度大小为，取水平向右为正方向，根据动量守恒定律，有 得物块在水平面上滑行所受摩擦力的大小 设物块在水平面上滑行的时间为，根据动量定理，有 解得 4、【答案】 (1)2.5 m/s(2)6次(3)12.75 m【解析】 (1)设两者间相对静止时速度为v，由动量守恒定律得mv02mv，解得v2.5 m/s(2)设物块与凹槽间的滑动摩擦力FfNmg设两者相对静止前相对运动的路程为s1，由动能定理得得s312.5 m已知L1m，可推知物块与右侧槽壁共发生6次碰撞(3)设凹槽与物块碰前