2019-2020年高考物理一轮复习第6章动量和动量守恒定律练案19动量守恒定律及应用新人教版

2019-2020年高考物理一轮复习第6章动量和动量守恒定律练案19动量守恒定律及应用新人教版

一、选择题本题共8小题，1～5题为单选，6～8题为多选1．xx·吉林省通榆一中高三上学期期中理综试题粗糙的水平地面上放着一个木块，一颗子弹水平地射进木块后停留在木块中，带动木块一起滑行一段距离，在这个过程中，子弹和木块组成的系统BA．动量和机械能都守恒B．动量和机械能都不守恒C．动量守恒，机械能不守恒D．动量不守恒，机械能守恒[解析]　子弹射入木块过程中，系统所受合外力为零，动量守恒，在一起滑动过程中，受到地面的摩擦力，合外力不为零，动量不守恒，根据能量守恒定律，子弹打入木块和在地面上滑行过程系统要克服阻力做功，部分机械能转化为内能，机械能不守恒，故B正确，ACD错误2．xx·河北省唐山市丰南区高三上学期期中试题如图所示，光滑水平面上有质量均为m的物块A和B，B上固定一轻弹簧，B静止，A以速度v0水平向右运动，通过弹簧与B发生作用作用过程中，弹簧获得的最大弹性势能Ep为CA．　B．C．　D．[解析]　当两个滑块速度相等时弹簧压缩量最大，弹性势能最大；滑块A、B系统动量守恒，根据守恒定律，有mv0＝2mv1计算得出v1＝v0；系统减小的动能等于增加的弹性势能，故弹簧获得的最大弹性势能Ep，则Ep＝mv－2mv代入数据得Ep＝mv，故C正确；综上所述本题答案是C3．如图所示，质量为M的斜面小车静止在水平面上，质量为m的物块从斜面上端由静止释放，不计一切摩擦，物块从斜面底端滑出时，物块与斜面小车的速度大小关系是CA．v1︰v2＝M︰m　B．v1︰v2＝m︰MC．v1︰v2M︰m　D．v1︰v2M︰m[解析]　规定向左为正方向，物块滑离小车时，设物块水平分速度为v′，物块和小车在水平方向上动量守恒，有0＝mv′－Mv2，解得v2＝，因为v′v1，则物块滑离小车时小车的速度v2，即v1︰v2M︰m，故C正确，ABD错误故选C

4.xx·安徽省定远县示范中学上学期第二次调研如图所示，半径为R内表面光滑的半球形容器放在光滑的水平面上，有一滑块可看成质点从容器顶端无初速释放，则CA．滑块下滑过程中只有重力做功，所以滑块的机械能守恒B．滑块的机械能不守恒，所以它不可能上升到另一顶端C．滑块下滑的过程中，滑块与容器的总动量守恒D．滑块运动到最低点的速率等于[解析]　滑块下滑过程中，重力与容器的支持力对滑块做功，滑块的机械能不守恒，故A错误；滑块与容器组成的系统在水平方向动量守恒，系统初状态动量为零，当滑块滑到右端最高点时，滑块与容器速度相等，由动量守恒定律可知，系统总动量为零，滑块与容器的速度为零，在整个过程中，只有重力对系统做功，系统机械能守恒，容器的重力势能不变，系统动能为零，由机械能守恒定律可知，滑块末位置的高度与初位置的高度相等，滑块可以上升到B端，故B错误；滑块下滑过程中，滑块与容器水平方向所受合外力为零，竖直方向所受合外力不为零，因此滑块和容器组成的系统仅水平方向总动量守恒，故C正确；容器固定不动时，滑块下滑过程机械能守恒，由机械能守恒定律得mgR＝mv2，解得v＝，容器不是固定的，滑块滑到最低点时，容器有向左的速度，容器动能不为零，在该过程中，系统机械能守恒，由于容器动能不为零，则滑块的动能小于滑块重力势能的减少量，滑块的速度小于，故D错误；故选C5．xx·江西省赣州市四校协作体高三上学期期中试题一炮艇在湖面上匀速行驶，突然从船头和船尾同时向前和向后各发射一发炮弹，设两炮弹的质量相同，相对于地的速率相同，牵引力、阻力均不变，则船的动量和速度的变化情况是AA．动量不变，速度增大　B．动量变小，速度不变C．动量增大，速度增大　D．动量增大，速度减小[解析]　因船受到的牵引力及阻力不变，且开始时船匀速运动，故整个系统所受的合外力为零，动量守恒设炮弹质量为m，船不包括两炮弹的质量为M，炮艇原来的速度为v0，发射炮弹的瞬间船的速度为v设船原来的运动方向为正方向，则由动量守恒可得M＋mv0＝Mv＋mv1－mv1可得vv0　即发射炮弹后瞬间船的动量不变，速度增大，故A正确；综上所述本题答案是A6．xx·山东省枣庄市八中高三11月月考试题A、B两物体在光滑水平面上沿同一直线运动，如图表示发生碰撞前后的v－t图线，由图线可以判断BDA．A、B的质量比为2∶3B．A、B作用前后总动量守恒C．A、B作用前后总动量不守恒D．A、B作用前后总动能不变[解析]　根据动量守恒定律mA·6＋mB·1＝mA·2＋mB·7，得mA︰mB＝3︰2，故A错误；根据动量守恒知A、B作用前后总动能守恒，B正确C错误；作用前总动能mA·62＋mB·12＝mA，作用后总动能mA·22＋mB·72＝mA，由此可知作用前后A、B的总动能不变，D正确；故选BD7．xx·江西省奉新一中高三上学期第四次月考试题如图甲所示，质量M＝

0.8kg的足够长的木板静止在光滑的水平面上，质量m＝

0.2kg的滑块静止在木板的左端，在滑块上施加一水平向右、大小按图乙所示随时间变化的拉力F4s后撤去力F若滑块与木板间的动摩擦因数μ＝

0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g＝10m/s2，则下列说法正确的是BCA．0～4s时间内拉力的冲量共为

3.2N·sB．t＝4s时滑块的速度大小为

9.5m/sC．木板受到滑动摩擦力的冲量共为

2.8N·sD．木板的速度最大为2m/s[解析]　拉力F的冲量等于F－t图象的面积，0～4s时间内拉力的冲量I＝

0.5＋1×2N·s＋1×2N·s＝

3.5N·s，A错误；滑块与木板间恰好打滑时，对木板μmg＝Ma0对滑块F0－μmg＝ma0解得F0＝

0.5N，a0＝

0.5m/s2所以t＝0时刻，A、B恰好开始打滑对滑块IF－μmgt＝mv1，解得4s末滑块的速度v1＝

9.5m/s，B正确；t＝4s时，木板的速度v2＝a0t＝

0.5×4＝2m/s，之后A加速，B减速，直到共速取向右为正方向，由动量守恒定律得mv1＋Mv2＝m＋Mv解得木板的最大速度v＝

3.5m/s对木板由动量定理得I＝Mv解得I＝

2.8N·s，C正确，D错误；故选BC8．xx·河北省衡水第一中学高三上学期分科综合考试在里约奥运跳水比赛中，中国跳水梦之队由吴敏霞领衔包揽全部8枚金牌假设质量为m的跳水运动员从跳台上以初速度v0向上跳起，跳水运动员从跳台上起跳到入水前重心下降H，入水后受水阻力而速度减为零，不计跳水运动员水平方向的运动，运动员人水后到速度为零时重心下降h，不计空气阻力，重力加速度g，则ADA．运动员从跳台上起跳到入水前受到合外力冲量大小为＋mv0B．水对运动员阻力的冲量大小为mC．运动员克服水的阻力做功为mgH＋mvD．运动员从跳起到入水后速度减为零的过程中机械能减少量为mgH＋h＋mv[解析]　设入水前运动员的速度大小为v，运动员在空中运动的过程中机械能守恒，则mgH＋mv＝mv2，所以v＝，取向下为正方向，由动量定理得运动员起跳后在空中运动过程受到合外力冲量大小为I＝ΔP＝m－－mv0＝m＋mv0，A正确；运动员在水中运动的过程中受到重力和水的阻力，则IG－I水＝0－m所以水对运动员阻力的冲量大小大于m，B错误；运动员从起跳到入水后速度减为零的过程中运动员克服水的阻力做功等于机械能减少量，大小为E＝|－mgh－mgH＋mv|＝mgH＋h＋mv，C错误，D正确

二、非选择题9．xx·河北省衡水第一中学高三上学期分科综合考试如图所示，质量分布均匀、半径为R的光滑半圆形金属槽，静止在光滑的水平面上，左边紧靠竖直墙壁一质量为m的小球从距金属槽上端R处由静止下落，恰好与金属槽左端相切进入槽内，到达最低点后向右运动从金属槽的右端冲出，小球到达最高点时距金属槽圆弧最低点的距离为R，重力加速度为g，不计空气阻力求1小球第一次到达最低点时对金属槽的压力大小；2金属槽的质量答案15mg　2M＝m[解析]　1小球从静止到第一次到达最低点的过程，根据机械能守恒定律有mg·2R＝mv小球刚到最低点时，根据圆周运动和牛顿第二定律的知识有FN－mg＝m据牛顿第三定律可知小球对金属块的压力为F′N＝FN联立解得F′N＝5mg2小球第一次到达最低点至小球到达最高点过程，小球和金属块水平方向动量守恒，选取向右为正方向，则mv0＝m＋Mv设小球到达最高点时距金属槽圆弧最低点的高度为h则有R2＋h2＝R2根据能量守恒定律有mgh＝－mv－m＋Mv2联立解得M＝m10．xx·山东省潍坊市高三上学期期末试题如图所示，长L＝

3.25m，质量M＝2kg的平板车停在光滑水平面上，上表面距地面高度h＝

0.8m，质量m＝2kg的小滑块放在小车左端，与小车上表面间的动摩擦因数μ＝

0.4，当小车固定时，对滑块施加水平向右的拉力F＝28N，作用一段时间后撤去，测得滑块落地点到小车右端的水平距离为

1.2m，取g＝10m/s21求滑块滑离小车时的速度；2求力F作用的时间；3若小车不固定，水平拉力F及时间不改变，求滑块落地点距小车右端的水平距离或滑块相对小车静止时到小车左端的距离结果保留2位小数答案13m/s　

232.5s　

31.94m[解析]　1平抛过程x2＝vt′h＝gt′2解得v＝3m/s2设力F作用时间为t，滑块前进x1，对滑块由动能定理Fx1－μmgL＝mv2由牛顿第二定律F－μmg＝ma由运动学知识x1＝at2解得t＝

0.5s3力F作用过程中小车的加速度为ac，μmg＝Mac撤力时滑块相对小车滑过的距离Δx1＝at2－act2撤力时滑块和车的速度分别为vk和vcvk＝at　vc＝act设滑块没有滑离小车，相对静止时的速度为vgmvk＋Mvc＝M＋mvgmv＋Mv＝M＋mv＋μmgΔx2解得Δx2＝

0.56m　Δx1＋Δx2＝

1.31mL故滑块未滑离平板车；滑块相对小车静止时到小车右端的距离

3.25m－

1.31m＝

1.94m11．xx·重庆市巴蜀中学高三上学期期中理综物理试题一位足球爱好者，做了一个有趣的实验如图所示，将一个质量为m、半径为R的质量分布均匀的塑料弹性球框静止放在粗糙的足够大的水平台面上，质量为MM＞m的足球可视为质点以某一水平速度v0通过球框上的框口，正对球框中心射入框内，不计足球运动中的一切阻力结果发现，当足球与球框发生第一次碰撞后到第二次碰撞前足球恰好不会从右端框口穿出假设足球与球框内壁的碰撞为弹性碰撞，只考虑球框与台面之间的摩擦，求1人对足球做的功和冲量大小；2足球与球框发生第一次碰撞后，足球的速度大小；3球框在台面上通过的位移大小答案1　Mv0　2v0　3R[解析]　1人对足球做的功W＝Mv冲量I＝Mv02足球的初速度为v0，第一次碰撞后，设足球的速度为v1，球框的速度为v2对足球和球框组成的系统，由动量守恒定律得Mv0＝Mv1＋mv2由能量守恒定律得Mv＝Mv＋mv联立解得足球的速度v1＝v0球框的速度v2＝v03多次碰撞后足球和球框最终静止，设球框受到台面的摩擦力为f，通过的总位移为x，对足球和球框组成的系统，由能量守恒定律得fx＝Mv又第一次碰撞后经时间t，足球恰好未从框口穿出说明此时足球与球框二者共速，均为v1＝v0由运动学规律得t－v1t＝2R对球框，由动量定理得－ft＝mv1－mv2联立解得球框通过的总位移x＝R。