2014届高三物理二轮专题动量好题特训6(含精析)

1、-1 - 好题特训(物理)含精析2014届高三二轮专题之 6.动量 1. 2012 天津卷质量为 0.2 kg 的小球竖直向下以 6 m/s的速度落至水平地面，再以 4 m/s的速度反向 弹回，取竖直向上为正方向，则小球与地面碰撞前后的动量变化为 _ kg - m/s.若小球与地面的作用时间 为 0.2 s，则小球受到地面的平均作用力大小为 _ N(取g= 10 m/s 1 2 3). (1) 答案2 12 解析取竖直向上为正方向，小球的初动量 p1= mw = 0.2 x ( 6) kg m/s = 1.2 kg m/s，小球的末 动量 p2= mv= 0.2 x4 kg m/s= 0.8

2、kg m/s，故动量的变化量 p= p2 p1 = 2 kg m/s.由动量定理得， F mg=p，代入数据，有 F = 12 N. 2. 2012 重庆卷图所示为一种摆式摩擦因数测量仪， 可测量轮胎与地面间动摩擦因数， 其主要部件有: 底部固定有轮胎橡胶片的摆锤和连接摆锤的轻质细杆. 摆锤的质量为 m细杆可绕轴o在竖直平面内自由转动， 摆锤重心到 o点距离为L.测量时，测量仪固定于水平地面，将摆锤从与 o等高的位置处静止释放摆锤到最低 点附近时，橡胶片紧压地面擦过一小段距离 s(svL)，之后继续摆至与竖直方向成 0角的最高位置若摆锤对 地面的压力可视为大小为 F的恒力，重力加速度为 g,求

3、: 1 摆锤在上述过程中损失的机械能； 2 在上述过程中摩擦力对摆锤所做的功； 3 橡胶片与地面之间的动摩擦因数. 答案(1)损失的机械能 E= mgCos 0 摩擦力做功 W/= mglcos 0 -2 - 3. 2012 重庆卷质量为m的人站在质量为 2m的平板小车上，以共同的速度在水平地面上沿直线前行, 车所受地面阻力的大小与车对地面压力的大小成正比. 当车速为V0时，人从车上以相对于地面大小为 V。的速度 水平向后跳下跳离瞬间地面阻力的冲量忽略不计，则能正确表示车运动的 Vt图象为( )(3)动摩擦因数 mgCos 0 -3 - B 解析人跳车前，人和车以大于 V。的初速度做匀减速直线

4、运动，加速度大小为 人跳车瞬间，人和车组成的系统动量守恒，规定初速度方向为正方向，则 车做减速运动的加速度 a=卩 2m g= 1 g = a, B 项正确. 4. 2012 山东卷光滑水平轨道上有三个木块 A、B、C,质量分别为 m= 3m m= nC= m开始时B、C均 静止，A以初速度vo向右运动，A与B碰撞后分开，B又与C发生碰撞并粘在一起，此后 A与B间的距离保持不 变.求B与C碰撞前B的速度大小. (2) 解析设A与B碰撞后，A的速度为VA, B与C碰撞前B的速度为VB, B与C碰撞后粘在一起的速度 为V,由动量守恒定律得 对 A B 木块：mvo = mvA + mvB 对 B

5、C木块：mvB= ( RB+ me) v 由A与B间的距离保持不变可知 VA= v 联立式，代入数据得 VB= 5 5 2012 福建卷如图，质量为 M的小船在静止水面上以速率 vo向右匀速行驶，一质量为 m的救生员站 在船尾，相对小船静止.若救生员以相对水面速率 v水平向左跃入水中，则救生员跃出后小船的速率为 _ .(填选项前的字母) (1X3 mg a= 3m = 1 g； 3mv= mv+ 2mv 得 v=2vo，此后 A. Vo+ B . Vo m MV C. Vo+ m m M(Vo+ V) D . Vo+ M( Vo v) (2)C 解析以船原来的运动方向为正方向，根据动量守恒定律

6、有: ，口 m (M+ m vo= Mv mv 解得 VM= vo+M (v+ Vo) , C 正确. 6 -4 - 6. 2012 安徽卷如图 19 所示，装置的左边是足够长的光滑水平台面，一轻质弹簧左端固定，右端连接 着质量M= 2 kg 的小物块A装置的中间是水平传送带，它与左右两边的台面等高，并能平滑对接传送带始终 以u= 2 m/s的速率逆时针转动装置的右边是一光滑曲面，质量 1.0 m 处由静止释放已知物块 B与传送带之间的动摩擦因数 (1) 求物块B与物块A第一次碰撞前的速度大小； (2) 通过计算说明物块 B与物块A第一次碰撞后能否运动到右边的曲面上； (3) 如果物块A、B每

7、次碰撞后，物块 A再回到平衡位置时都会立即被锁定，而当它们再次碰撞前锁定被解 除，试求出物块 B第n次碰撞后的运动速度大小. 解析(1)设物块B沿光滑曲面下滑到水平位置时的速度大小为 V0.由机械能守恒知 .1 2 mgh= gimv 得 vo=J 2gh 设物块B在传送带上滑动过程中因受摩擦力所产生的加速度大小为 a,则 1 mc= ma 设物块B通过传送带后运动速度大小为 v,有 2 2 v vo= 2al 联立解得v = 4 m/s 由于vu= 2 m/s，所以v= 4 m/s即为物块B与物块A第一次碰撞前的速度大小. (2)设物块A B第一次碰撞后的速度分别为 V v1,取向右为正方向

8、，由弹性碰撞知 mv= mv+ MV 1 2 1 2 1 2 mv=2mv+qMV 1 4 解得 v1= 3V= 3 m/s 即碰撞后物块 B沿水平台面向右匀速运动. 设物块B在传送带上向右运动的最大位移为 I ,则 仆 1 kg 的小物块B从其上距水平台面高 h= = 0.2 , I = 1.0 m .设物块 A B间发生的是对 心弹性碰撞，第一次碰撞前物块 -5 - 2 0 V1= 2al 6 6 得 I = - m1 m 9 -6 - 所以物块B不能通过传送带运动到右边的曲面上. （3）当物块B在传送带上向右运动的速度为零后， 将会沿传送带向左加速. 可以判断，物块B运动到左边台 面时的

9、速度大小为 W,继而与物块 A发生第二次碰撞设第二次碰撞后物块 B速度大小为V2，同上计算可知 物块B与物块A第三次碰撞、第四次碰撞，碰撞后物块 B的速度大小依次为 则第n次碰撞后物块B的速度大小为 Vn=（3）nV. 7 7 2012 全国卷如图，大小相同的摆球 a和b的质量分别为 m和 3m摆长相同，并排悬挂，平衡时两 球刚好接触现摆球 a向左拉开一小角度后释放若两球的碰撞是弹性的，下列判断正确的是 （ ） A. 第一次碰撞后的瞬间，两球的速度大小相等 B. 第一次碰撞后的瞬间，两球的动量大小相等 C. 第一次碰撞后，两球的最大摆角不相同 D. 发生第二次碰撞时，两球在各自的平衡位置 AD

10、 解析设摆球a到达最低点恰未发生碰撞时的速度为 vo,碰撞过程动量守恒且动能守恒，碰后速度 m2 1 2m 1 V 1=Vo =_ TVo； V 2=Vo= TVo,所以 A 正确，B 错误；第一次碰撞后的瞬间，两球的速度 V大小相 m+ m 2 m+ m 2 等，摆起的高度h满足V2= 2gh,所以两球上升的高度相同，故两球的最大摆角相同， C 错误；两摆摆长相等， 由周期公式T= 2n g可知周期相等，D 正确. V2= 3V1 = V3= 3v= 1 V4= 3V3 = -7 - 图 4-8 - (i)两球在碰撞过程中的机械能损失是 Q= mgL ( m+ m) gL(1 cos 0 )

11、 1 2 联立式，Q与碰前球b的最大动能 E(E = 2mv2)之比为 Q m+ m Ek=1首(1cos 0) 联立式，并代入题给数据得 Q 2- Ek= 1- 2 8. 2012 课标全国卷如图，小球a、b用等长细线悬挂于同一固定点 Q让球a静止下垂，将球 b 起，使细线水平.从静止释放球b,两球碰后粘在一起向左摆动， 此后细线与竖直方向之间的最大偏角为 忽略空气阻力，求： (i )两球a、b的质量之比； (ii)两球在碰撞过程中损失的机械能与球 b在碰前的最大动能之比. (2)解析(i )设球b的质量为m,细线长为L,球b下落至最低点、但未与球 a相碰时的速率为 机械能守恒定律得 向右拉

12、 60. mgL=；mv2 式中g是重力加速度的大小. 设球a的质量为m ；在两球碰后的瞬间，两球共同速度为 mv = ( m+ m) v， 设两球共同向左运动到最高处时，细线与竖直方向的夹角为 v，以向左为正.由动量守恒定律得 0，由机械能守恒定律得 1 , 2( m + m) v 2 =(m + m)gL(1 cos 0 ) 联立式得 代入题给数据得 -9 - 9. 2012 四川卷如图所示，水平虚线X下方区域分布着方向水平、 垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀 强磁场，整个空间存在匀强电场(图中未画出).质量为m电荷量为+ q的小球P静止于虚线X上方A点，在某 一瞬间受到方向竖直向下、大小

13、为 I的冲量作用而做匀速直线运动.在 A点右下方的磁场中有定点 0,长为I 的绝缘轻绳一端固定于 0点，另一端连接不带电的质量同为 m的小球Q自然下垂.保持轻绳伸直，向右拉起 Q 直到绳与竖直方向有一小于 5的夹角，在P开始运动的同时自由释放 Q, Q到达Q点正下方 W点时速率为Vo. P、 Q两小球在 W点发生正碰，碰后电场、磁场消失，两小球粘在一起运动. P、Q两小球均视为质点， P小球的电 荷量保持不变，绳不可伸长，不计空气阻力，重力加速度为 g. (1) 求匀强电场场强 E的大小和P进入磁场时的速率 v； (2) 若绳能承受的最大拉力为 F,要使绳不断，F至少为多大? 求A点距虚线X的距离s. 解析(1)设小球P所受电场力为 R,贝U F1= qE 在整个空间重力和电场力平衡，有 F1= mg 联立相关方程得E= mg q 设小球P受到冲量后获得速度为 V,由动量定理得1= mv 故v= _ (2)设P、Q同向相碰后在W点的最大速度为Vm,由动量守恒定律得 m什 mv= ( m+ n) vm 此刻轻绳的张力也为最大，由牛顿运动定律得 _ m+ m 2 F-(m m g= I v m 联立相关方程，得 设P在X上方做匀速直线运动的时间