2021年高考物理专题复习动量守恒定律的应用

1、 年考理题习动守定的用一单题1如图甲所示，光滑水平面上有 、 b 两个小， 球静止的 b 球运动并与 b 球生正碰后粘合在一起共同运动碰和碰后的 图如图乙所示知 两球因碰撞而损失的机械能为 ，（ ）m ，A E=15J B E=12J C 6J D 2如图所示，一个质量为 m 的人抓在一只大气球下方，气球下面有一根长绳。气球和长绳的总质量为 kg，长绳的下端刚好和水平面接触。初始静止时人离地面的高度为h 。如果这个人开始沿长绳向下滑动，当他滑到长绳下端时，他离地面的高度是（可以把人看作质点 ）A5 m B3.6 m C2.6 D m3如图所示， 两球静止在光滑水平面上，轻弹簧相连接A 球质量小

2、于 B 球的质量若锤子敲击 A 球 A 得 v 的速度弹簧压缩到最短时的长度为 若1用锤子敲击 B 球 B 得到 的度，弹压缩到最短时的长度为L2，则 与 1 2的大小关系为（ ）试卷第 1 页，总 页AL 1 2BL 1 2CL 1 D能定4个稳定的原子核质量为M于止状态出个质量 的粒子后反冲。已知放出的粒子的动能为 ，则原子核反冲的动能为（ ）0AE0BME0CM E0DMm ( M )2E05如图所示，质量为 m 的小球乙用长为l 0.6 m的轻绳悬于 点另等大的质量为 m 的小球甲放在光滑的水平面上，小球甲、乙均可视为质点。现给小球甲一水平向右的速度 m/s，经过一段时间两小球发生正碰

3、，且碰后小球甲的速度变为 v m/s，以后小球乙在竖直面内做圆周运动，重力加速度g 。则下列说法正确的是（ ）A碰后瞬间小球乙的速度大小为 6 B球甲和小球乙碰撞的过程中损失的机械能为 C球乙在最高点时轻绳的拉力大小为零D小碰后的瞬间轻绳的拉力大小为 6 N6质量为 M 的匀木块静止在光的水平面上，木块左右两侧各有一位拿着完全相同的步枪和子弹的射击选手。如图所示，子弹质量，先左侧的射击选手开枪，子弹水平射入木块的深度为1，子弹和木块相对静止后右侧的射击选手开枪，子弹水平射入木块的深度为 d ，子弹均未射穿木块，且两子弹与木块之间的作用力大小相等。2当两颗子弹均相对木块静止时，两子弹射入的深度之

4、比dd，则 为 ） 试卷第 2 页，总 页B AB AA B1 2kC 2kD 3k7物体发生碰撞碰撞前后的位移一时图像如图所示列说法正确的）A两物体的质量相同B撞前两物体的速度相同C撞过程中，两物体所受合力的冲量相同D撞两物体一起做匀速直线运动8如图所示，光滑水平面上有大小相同的 A、B 两在同一直线上运动。两球质量关系为 m ，定向右为正方向AB 球的动量均为 6 ，运动中两球发生碰撞，碰撞后 A 球动量增量为 kg m/s，则（）A左方是 A 球碰撞后 A、B 两速度大小之比为 2 ： 5B方是 A 球，碰撞后 A、 两速度大小之比为 ： 10C方是 A 球，碰撞后 A、 两速度大小之为

5、 ： D方 A 球碰撞后 A、B 两球速度大小之比为 ： 10二多题9所示量为 M 的木板静在光滑水平面上面 OA 段光滑 粗糙，左端 O 处定轻质弹簧，右侧用不可伸长的轻绳连接于竖直墻上，轻绳所能承受的最大拉力为 板上质量为 m 的滑块以速度 v 从 点向左运动压缩弹簧簧压缩量达最大时细绳恰好被拉断，再过一段时间后长木板停止运动，小滑块恰未掉落。则 （ ）A细绳被拉断瞬间，滑块所受弹簧的弹力大小为 F，方向左试卷第 3 页，总 页0 0 0 0 0 0 B绳被拉断瞬间，木板的加速度大小为FM，方向向左C簧恢复原长时，滑块的动能为mv2D板止运动时，滑块的动能为零10如图所示，光滑水平面上停放

6、着一长为L 的木板，在木板上放一滑块 ，另一滑块A 以平速度 从板左端滑上木板 与 瞬间发生弹性碰撞后 恰好运动到木板最右端。已知 、B 及木板的质量均为 mAB 与板间的动摩擦因数相同，重力加速度 为 g，下列说法正确的有（ ）A滑块 滑木板与 B 撞前，滑块 B 相对木板静止B块 滑上木板与 B 碰前，滑块 B 对木板向左滑动C个过程中系统损失的机械能为mv 0D块 A、B 与板之间的动摩擦因数为 3gL如图，一质量为 M 的块静止在桌面边。一质量为 的弹以水平速度 射物块后，以水平速度 0 射出则子弹对物块冲量 I2的大小、摩擦力方向为（ ）A 1mv B 2Mv0C平向左D平右12三小

7、球 、b、c 的质量都是 m都放于光滑的水平面上，小球 、c 与弹簧相连且静止，小球 以一定初速度冲向小球 ，碰后与小球 粘一起运动。在整个运动过 程中，下列说法中正确的是（ ）A三球与弹簧组成的系统总动量不守恒，总机械能不守恒试卷第 4 页，总 页A B 1 23 0 A B 1 23 0 B球与弹簧组成的系统总动量守恒，总机械能也守恒C小球 bc 速相时，弹簧弹性势能最大D弹恢复第一次恢复原长时，小球 c 的动一定最大，小球 的能一定不为零三填题13如图所示为 A、 两正碰前后的位移一时间图象，其中 b 分为 、B 碰的图线，c 为 、 碰共同运动的图线若 A 球质量 =2kg那么由图线可

8、知 m 。14如图所示A、B 两体的质量分别为 与 ，相互作用后沿同一直线运动，它们的位移时间图像如图所示，则 A 物在相互作用后的动量变化_kg ， 物在相互作用后的动量变化_kg ，相互作用前后 A、 系统的总动量_15光滑的水平铁轨上一列火车共有 节同的车厢， ，各车厢之间间隙相等，间隙长度的总和为 s 一节车厢速度 v 向二节车厢运动撞后两车不分开直到 n 节厢全部动，则火车最后的速度；从第一节车厢运动开始到最后 一次碰撞结束的时间_16如图所示，在光滑的水平面上有 A 和 B 两车，质量分别为 m 、 ， 车有一质量为 的人开时两车和人均静止现以速度 向右跳上 B 车并与 车持相对静

9、止，则人跳离 A 车A 车速度大小为_人跳上 B 车AB 两的 速度大小之比为_试卷第 5 页，总 页17质量是 的子弹以 的速度射向质量是 ，静止在光滑水平桌面上的 木块，子弹穿过木块后的速度为 ，时木块速度_m/s。18为 100kg 的小船沿东西方向静止在水面上端有质量别为 40kg 和 的甲、乙两人，当甲、乙两人同时以 的速率向东、向西跳入水中后，小船的速度 大小为_，向_。四实题19习小组利用如图所示装置验证弹性碰撞中的动守恒要实验步骤如下：选择大小相等、可视为质点、质量分别为 m 、 （ m A B A B）的两个小钢球 A、B将其分别用轻绳悬挂静止时两相切球等高两恰好平行将 A

10、球左拉起，使轻绳与竖直方向的夹角为 ，并将 A 球静止释放，球在最低点发生弹性正碰。请回答下列问题：在本实验中还需要测量或已知的物理量有）A需要已知当地的重力加速度B要用直尺测量轻绳的长度 LC要测量碰后 A 球反弹到最大高度时绳与竖直方向的夹角D要量碰后 B 球的轻绳与竖直方向的最大夹角根据选择的物理量和已知的物理量，得出验证动量守恒的表达式为_）AmA cos 1 B cos3Bm 1 1 1 3 2CmA 1 B 3A 2试卷第 6 页，总 页DmA 1A 2 B 3五解题20如图甲所示，一质量 m=0.2 kg 的止滑块 P，t=0 时起从足够大的水平地面上的A 点平向右运动 内块 运

11、的速度时间图像如图乙所示t=2 s 滑块 P 与静止在 B 点且与滑块 相同的滑块 Q 发碰撞（碰撞时间极短滑块 、Q 粘 一起。 取重加速度大小 = ，滑块均视为质点。求：滑块 P 与地面间的动摩擦因数 ；滑块 P 从开始运动至停下通过的路 。21质量 m 玩具飞机 吊着一质量 的块 （视为质点）以大小v 2m / 的速度共同匀速竖直上升。某时刻 PQ 的轻质细线断裂，空气阻力不计，玩具飞机的动力不变，取重力加速度大小 / ，求从细线断裂到 P 的度为零的过程中：(1)Q 所合力的冲量大小 I； (2)Q 上的高度 。试卷第 7 页，总 页22图示量为 m 1kg 的木块 A止质量 2kg

12、的木板 B 的端，长木板停止在光滑的水平面上。现有一颗质量为 的子弹，以 v 600m/s的初速度，水平从左向右瞬间击穿木块，木块被击穿出后的速度为3m/s ，后，木块在长木板上向右滑行恰好不离开长木板木板间的动摩擦因数 0.2 10m/s 小木块 A 射穿时无质量损失求：在穿过木块后，子弹的速度大小；木板 的度。，试卷第 8 页，总 页a a a ba a a b参答1A【详解】两球碰撞前 的速度大小为 6m/s 1 的速度大小为 0，碰撞后 a、b 两的速度大小为 11 12根据动量守恒定律可得m v a b a 解得m 根据动能定理可得损失的机械能为 1 1m m v 2 2故选 A。2

13、B【详解】当人滑到长绳下端时，由竖直方向动量守恒得 h h 且 1 2解得 m所以他离地面的高度H 3.6 m故选 3C答案第 1 页，总 12 2 2 2 p 2 2 2 p 【详解】若用锤子敲击 A 球两球组成的系统动量守恒，当弹簧最短时，两者共速，则 m m ) A A 解得v A mAB弹性势能最大。最大为1 1 m m m v m A B2 2 2( m 若用锤子敲击 B 球，同理可得 v m m ) B A 解得v vB( m ) A B弹性势能最大为 1 m m v ( m ) 2( m ) 即两种情况下弹簧压缩最短时。弹性势能相等，则有L 1 故选 。4C【详解】由动量守恒定律

14、 E 1E ( M ) 22解得E mM E0故选 。答案第 2 页，总 12 5A【详解】A碰撞过程中，小球甲、乙组成的系统动量守恒，选取小球甲运动的方向为正方向， 根据动量守恒定律得m v 1 1 2 2代入数据可得v A 正；B球碰撞过程中损失的机械能为 1 m v m v 2代入数据解得 B 错误；C后小球乙由最低点摆至最高点的过程中，小球乙的机械能守恒，设到最高点时的速度为v3，则由机械能守恒定律得 1m v m g 2在最高点进行受力分析得 g m vl代入数据解得T NC 错；D小碰后的瞬间 vl代入数据解得TD 错。故选 A。答案第 3 页，总 12 6B【详解】对左侧子弹和木

15、块组成的系统由动量守恒定律可得mv m )由功能关系可得fd 1mv (m M )v 对右侧子弹和木块组成的系统由动量守恒定律可得( M ) mv 解得v 由功能关系可得fd 1mv ) 2解得d M d 2 Mm 1 故选 7A【详解】根据位移时图像的斜率表示速度知撞前两物体速度大小相等向相反， 碰撞后两物体速度均为 ，则v 1 2 1 2根据动量守恒定律有m m v 1 1 2 联立解得m 1 答案第 4 页，总 12 B AB A故 A 正B 错；C撞过程中，两物体所受的合外力大小相等、方向相反，力的作用时间相等，则两 物体所受合力的冲量大小相等、方向相反，冲量不同，故 C 错；D 撞后

16、两物体速度均为 0处于静止状态，没有一起做匀速直线运动，故 D 错误。 故选 A。8A【详解】两物体的运动是同向追击（都向右运动后边的物体速度大于前边的物体才能发生碰撞，以此分析应该是 A 球左方追击 B 球，发生碰撞， 球动量减小 ，其动量变为 ，根据动量守恒 B 球量增加 4 ，其动量变为 ，两 球质量关系为 m =2m ， AB 两的速度关系为 2。故选 A。9BD【详解】A细绳被拉断瞬间，滑块所受弹簧的弹力等于 F，弹力方向向右，故 A 错；B木板，由牛顿第二定律得 Ma得 M方向向左，故 B 正确；C簧恢复原长时木板获得动能，所以滑块的动能小于 ， C 错误；D簧压缩量达最大时，滑块

17、速度减为 0细绳恰好被拉断，木块和长木板组成的系统动量守恒，则木板停止运动时，滑块的速度为零，动能为零，故 D 正确。 故选 BD。10ACD【详解】AB对 与板整体受力分析，由牛顿第二定律有mg ma答案第 5 页，总 12 共 00 共 00 对 力分析，由牛顿第二定律有f ma解得f 则滑块 B 相对木板静止A 正；B 错；C滑块 滑木板与 碰前，滑块 B 相对木板静止，弹性碰撞时，由于 A 质相同，则 速度互换，撞后，滑块 A 相木板静止B 与木板相对滑动，最后三者具 有共同速度，全程三者组成系统动量守恒有解得整个过程中系统损失的机械能为 C 正；D据量守恒定律有解得mv mv共0v

18、= 共 0 mv 3m = mv 2 mgL Q v gL2D 正。故选 ACD【详解】AB子弹与物块相互作用过程中，系统动量守恒，则有v p 0对物块应用动量定理，有I p p答案第 6 页，总 12 C C 联立可得I mv故 A 正B 错；子射出过程，物块相对子弹向左运动，故物块所受摩擦力方向水平向故 C 误， 正。故选 。12CD【详解】AB整运动过程中统合外力为零动量守恒 与 碰过程机械能减小。 故 A B 错。C当小球 bc 度相等时弹簧的压缩量或伸长量最大弹势能最大故 C 正确 D球 一定初速度冲向小球 b碰后与小球 b 粘一起运动 mv当弹簧恢复原长时，小球 的能一定最大，ab

19、 碰到弹簧复原长2mv C1 1 2 mv 22 2 解得 b 的速度： v 3 6小球 b 的能不为零。 D 正。 故选 CD131【详解】碰前 A 的度 2.5m/s t B 的度 4 B m/s2m/s 2碰后的 AB 速度答案第 7 页，总 12 A A B B A BB 0 A A B B A BB 0 n m/s-1m/s t 4 根据动量守恒定律得m m v =（ + ）v解得m =1kg1433不变【详解】根据 x 图的斜率等于速度，由图象可知，碰撞前两物体的速度分别为v A，v B 4m/s碰撞后共同体的速度为v 1m/s1A 物在相互作用前后的动量变化是 v v 0)kg

20、3kg A A 2B 物在相互作用前后的动量变化是 v v 4)kg B B 系统相互作用前的总动量p m v v 4)kg A A 系统相互作用后的总动量为p ) 4kg A B则相互作用前后系统总动量不变15vv【解析】 车厢一起运动，碰撞中系统所受外力和为零，由动量守恒， 有 mv v解得：v ；答案第 8 页，总 12 2 1 0 0 0 1 nA 0 22 1 0 0 0 1 nA 0 2设每两节相邻车厢间距为 x，有x=s 碰撞后连接在一起的车厢节数依次为 2 节 节(n节它们的速度相应为 v 、 所以火车的最后速度为由 x=vt ：通过各间距的时间分别为：vt =x v ( x

21、s s ( s t t t 、 2 ( n 、 v ( v v ( n 0 0 n 整个过程经历的时间为：s 2 n nst=t +t +t + + =( n v ( v 2v 0 0 0点睛：n 节车厢运动、碰撞中，系所受外力之和为零，由动量守恒求解共同速度；根据碰撞后连接在一起的车厢的速度规律和位移关系求出整个过程经历的时间16 3 21【详解】将 A 车人组成一个系统，系统的动量守恒，设人跳离 A 车A 的速度为 ，A向右为正方向，由动量守恒定律有m v 1 0，解得： v v 0，负号表示 A车的速度方向向左；研究人和 B 车以向右为正方向，由动量守恒定律有 v 3 2；v m 175

22、【详解】子弹把木块打穿，根据动量守恒定律有 = +Mv代入数据解得木块的速度大小为m v v 3 3 B，解得： 2mv mv 0.01 0 M 0.4答案第 9 页，总 12 m/s=5m/s2 2 180.6东【分析】考查动量守恒定律。【详解】甲乙船三者组成的系统动量守恒，取向东为正方向，则：0 v v mv甲 甲 乙 乙代入数据解得 v 0.6m/s ；速 为值，方向向。19CD B【详解】(1)1撞中动量守恒，应测量碰撞前 A 球速度和碰后 A、B 两的速度，根据机械能守恒定，两个摆长相等，因此只要测出两个摆角就能表达出速度的大小，由于碰A球与竖直方向夹角已测出，因此再测出碰后两个球的