高考物理二轮复习考点千题精练第十六章选考部分专题反冲模型爆炸模型人船模型

1、专题16.5 反冲模型、爆炸模型、人船模型 一、选择题1（2018衡水六调）有一条捕鱼小船停靠在湖边码头，小船又窄又长，一位同学想用一个卷尺粗略地测定它的质量，他进行了如下操作：首先将船平行码头自由停泊，然后他轻轻从船尾上船，走到船头后停下，而后轻轻下船，用卷尺测出船后退的距离为d，然后用卷尺测出船长为L。已知他自身的质量为m，则小船的质量m0为 ( ) A BCD【参考答案】B 【命题意图】本题考查人船模型、动量守恒定律及其相关的知识点。【解题思路】人在小船上移动，人和船组成的系统动量守恒。根据人船模型，m(L-d)=m0d，解得：m0=。2（2018江西赣中南五校联考）如图所示，在光滑的水

2、平桌面上有体积相同的两个小球A、B，质量分别为m=0.1kg和M=0.3kg，两球中间夹着一根压缩的轻弹簧，原来处于静止状态，同时放开A、B球和弹簧，已知A球脱离弹簧时的速度为6m/s，接着A球进入与水平面相切，半径为0.5m的竖直面内的光滑半圆形轨道运动，P、Q为半圆形轨道竖直的直径，g=10m/s2，下列说法正确的是A弹簧弹开过程，弹力对A的冲量大于对B的冲量BA球脱离弹簧时B球获得的速度大小为2m/sCA球从P点运动到Q点过程中所受合外力的冲量大小为1NsD若半圆轨道半径改为0.9m，则A球不能到达Q点 【参考答案】BCD 3.（2017武汉武昌模拟）质量M=3kg的滑块套在水平固定着的

3、轨道上并可在轨道上无摩擦滑动。质量为m=2kg的小球（视为质点）通过长L=0.75m的轻杆与滑块上的光滑轴O连接，开始时滑块静止，轻杆处于水平状态。现给小球一个v0=3m/s的竖直向下的初速度，取g=10m/s2。则 A小球m从初始位置到第一次到达最低点的过程中，滑块M在水平轨道上向右移动了0.3mB小球m从初始位置到第一次到达最低点的过程中，滑块M在水平轨道上向右移动了0.3mC小球m相对于初始位置可以上升的最大高度为0.27mD小球m从初始位置到第一次到达最大高度的过程中，滑块M在水平轨道上向右移动了0.0.54m【参考答案】AD【名师解析】可把小球和滑块水平方向的运动看作人船模型，设滑块

4、M在水平轨道上向右运动了x，由滑块和小球系统在水平方向时动量守恒，有=，解得：x=0.3m，选项A正确B错误。根据动量守恒定律，小球m相对于初始位置上升到最大高度时小球和滑块速度都为零，由能量守恒定律可知，小球m相对于初始位置可以上升的最大高度为0.45m，选项C错误。根据动量守恒定律，在小球上升到轨道高度时，滑块速度为零，由系统的能量守恒定律可知，小球m相对于初始位置可以到达的最大高度为h=0.45m，与水平面的夹角为cos=0.8，设小球从最低位置上升到最高位置过程中滑块M在水平轨道上又向右运动了x，由滑块和小球系统在水平方向时动量守恒，有=，解得：x=0.24m。小球m从初始位置到第一次

5、到达最大高度的过程中，滑块在水平轨道上向右移动了x+x=0.3m+0.24m=0.54m,选项D正确。4（2017安徽两校联考）如图所示，用轻绳将两个弹性小球紧紧束缚在一起并发生微小的形变，现正在光滑水平面上以速度v0=0.1m/s 向右做直线运动，已知两弹性小球质量分别为m1=1.0kg和m2=2.0kg。一段时间后轻绳突然自动断开，断开后两球仍沿原直线运动。经过t=5.0s后，当两球的间距为s=4.5m，则下列说法正确的是（ ） A.刚分离时，a、b两球的速度方向相同B.刚分离时，b球的速度大小为0.4m/sC.刚分离时，a球的速度大小为0.7m/s D.两球分开过程中释放的弹性势能为0.

6、275J【参考答案】CD 二计算题1.以与水平方向成60角斜向上的初速度v0射出的炮弹，到达最高点时爆炸成质量分别为m和2m的两块，其中质量大的一块沿着原来的方向以2v0的速度飞行。求：(1)质量较小的另一块弹片速度的大小和方向。(2)爆炸过程有多少化学能转化为弹片的动能。【名师解析】(1)斜抛的炮弹在水平方向做匀速直线运动，炮弹在最高点爆炸前瞬间的速度为v1=v0cos60=0.5v0爆炸过程水平方向上动量守恒，以爆炸前速度方向为正方向，得(2m+m)0.5v0=2m2v0+ mv解得：v=-2.5v0即质量较小的另一块弹片速度的大小为2.5v0，方向水平向后。（2）爆炸过程中化学能转化为弹

7、片增加的动能。E=Ek=2m(2v0)2+m(2.5v0)2 -(m+2m)(0.5v0)2=6.75mv02。2.如图所示，在离地面H=5.45m的O处用长L=0.45m的不可伸长的细线挂一质量为0.09kg的爆竹（火药质量忽略不计），把爆竹拉起至D点使细线水平伸直，点燃导火线后将爆竹静止释放，爆竹刚好到达最低点B时炸成质量相等的两块，一块朝相反方向水平抛出，落到地面上的A处，抛出的水平距离s=5m。另一块仍系在细线上继续做圆周运动，空气阻力忽略不计，取g=10m/s2，求：（1）爆竹爆炸前瞬间的速度大小v0； （2）继续做圆周运动的那一块在B处对细线的拉力T的大小； （3）火药爆炸释放的能

8、量E。 （2）设爆炸后抛出的那一块的水平速度为v1，做圆周运动的那一块的水平速度为v2。对抛出的那一块，根据平抛运动规律有：s= v1t，H-L=gt2， 解得v1=5m/s对系统，根据动量守恒定律，得在B处，对于做圆周运动的那一块，根据牛顿第二定律，得 根据牛顿第三定律，得做圆周运动的那一块对细线的拉力，联立以上各式，解得T=12.55N。 （3）根据能量守恒定律，得 解得E=2.88J 。 3.（2015深圳五校联考）如图所示，AB是固定在竖直平面内倾角=370的粗糙斜面，轨道最低点B与水平粗糙轨道BC平滑连接，BC的长度为SBC= 5.6m一质量为M =1kg的物块Q静止放置在桌面的水平

9、轨道的末端C点，另一质量为m=2kg的物块P从斜面上A点无初速释放，沿轨道下滑后进入水平轨道并与Q发生碰撞。已知物块P与斜面和水平轨道间的动摩擦因数均为=0.25，SAB = 8m， P、Q均可视为质点，桌面高h = 5m，重力加速度g=10m/s2。sin37=0.6，cos37=0.8。（1）画出物块P在斜面AB上运动的v-t图。（2）计算碰撞后，物块P落地时距C点水平位移x的范围。（3）计算物块P落地之前，全过程系统损失的机械能的最大值。 【名师解析】（1）根据牛顿第二定律和运动学规律可得：解得a=4m/s2 由得由v=at得t=2s。 PQ碰撞，则有动量守恒： 能量关系有： 速度关系有

10、：v2v3 联立解得：2m/sv24m/s 平抛运动有：， 解得： 2mx4m。 （3）机械能损失最大对应完全非弹性碰撞，此时有：根据动能定理: 代入数据得：E=72J 。4.（2017北京海淀期中）如图所示，AB为固定在竖直面内、半径为R的四分之一圆弧形光滑轨道，其末端（B端）切线水平，且距水平地面的高度也为R。1、2两小滑块（均可视为质点）用轻细绳拴接在一起，在它们中间夹住一个被压缩的微小轻质弹簧。两滑块从圆弧形轨道的最高点A由静止滑下，当两滑块滑至圆弧形轨道最低点时，拴接两滑块的细绳突然断开，弹簧迅速将两滑块弹开，滑块2恰好能沿圆弧形轨道运动到轨道的最高点A。已知R=0.45m，滑块1的

11、质量m1=0.16kg，滑块2的质量m2=0.04kg，重力加速度g取10m/s2，空气阻力可忽略不计。求：21*cnjy*com （1）两滑块一起运动到圆弧形轨道最低点细绳断开前瞬间对轨道的压力大小；（2）在将两滑块弹开的整个过程中弹簧释放的弹性势能；（3）滑块2的落地点与滑块1的落地点之间的距离。对于两滑块在轨道最低点，根据牛顿第二定律有N-（m1+ m2）g=（m1+ m2）解得N=3（m1+ m2）g=6.0N 根据牛顿第三定律可知，两滑块对轨道的压力大小N=N=6.0N（2）设弹簧迅速将两滑块弹开时，两滑块的速度大小分别为v1和v2，因滑块2恰好能沿圆弧形轨道运动到轨道最高点A，此过

12、程中机械能守恒，所以对滑块2有m2gR= m2v22解得 v2=3.0m/s，方向向左.对于弹簧将两滑块弹开的过程，设水平向右为正方向，根据动量守恒定律有（m1+ m2）v=m1v1-m2v2解得v1=4.5m/s。对于弹簧将两滑块弹开的过程，根据机械能守恒定律有E弹= m1v12+ m2v22-（m1+m2）v2解得E弹=0.90J 5.一个连同装备总质量为M=100kg的宇航员，在距离飞船x=45m处与飞船处于相对静止状态，宇航员背着装有质量为m0=0.5 kg氧气的贮气筒。筒上装有可以使氧气以v=50 m/s的速度喷出的喷嘴，宇航员必须向着返回飞船的相反方向放出氧气，才能回到飞船，同时又必须保留一部分氧气供途中呼吸用，宇航员的耗氧率为Q=2.510-4 kg/s，不考虑喷出氧气对设备及宇航员总质量的影响，则： (1)瞬时喷出多少氧气，宇航员才能安全返回飞船？ (2)为了使总耗氧量最低，应一次喷出多少氧气？返回时间又是多少？【名师解析】 (1)由题述可知所求的喷出氧气的质量m应有一个范围，若m太小，宇航员获得的速度也小，虽贮气筒中剩余