高考物理一轮复习精选题辑课练18动量守恒定律.doc
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1、1 / 12【2019【2019 最新最新】精选高考物理一轮复习精选题辑课练精选高考物理一轮复习精选题辑课练 1818 动量动量守恒定律守恒定律1(2018福建邵武七中联考)如图所示,一半径为 R、质量为 M 的 1/4 光滑圆弧槽 D,放在光滑的水平面上,将一质量为 m 的小球 由 A 点静止释放,在下滑到 B 点的过程中,下列说法正确的是( ) A以地面为参考系,小球到达 B 点时相对于地的速度 v 满足 mv2mgR B以槽为参考系,小球到达 B 点时相对于槽的速度 v满足 mv2mgR C以地面为参考系,以小球、槽和地球为系统,机械能守恒 D不论以槽或地面为参考系,小球、槽和地球组成的
2、系统机械 能均不守恒 答案:C 解析:质量为 m 的小球由 A 点静止释放,在下滑到 B 点的过程 中,小球和槽组成的系统水平方向动量守恒,设小球对地速度大小 为 v2,槽对地速度大小为 v1,两速度方向相反,有 Mv1mv2,系 统机械能守恒,有 mgRmvMv,A 错误,C 正确;以槽为参考系, 小球到达 B 点时相对于槽的速度大小 vv1v2,则 mv2m(v1v2) 2mvmvmv1v2,mv2mgRmvmv1v2Mvv1(mv1mv2) 0,B 错误;该系统只有重力做功,故系统机械能守恒,D 错误 2(2018天津静海一中调研)(多选)如图所示,A、B 两个物 体的质量之比 mA:m
3、B3:2,原来静止在平板车 C 上,A、B 间 有一根被压缩的轻弹簧,地面光滑,当弹簧突然释放后,则( ) A若 A、B 与平板车上表面间的动摩擦因数相同,A、B 组成的 系统动量守恒 B若 A、B 与平板车上表面间的动摩擦因数相同,A、B、C 组 成的系统动量守恒 C若 A、B 所受的摩擦力大小相等,A、B 组成的系统动量守恒 D若 A、B 所受的摩擦力大小相等,则 A、B、C 组成的系统动2 / 12量不守恒 答案:BC 解析:当 A、B 与平板车上表面间的动摩擦因数相同时,A、B 所受的摩擦力大小不相等,A、B 组成的系统所受到的合外力不为零, 动量不守恒,故 A 错误;当 A、B 所受
4、的摩擦力大小相等时,A、B 组成的系统合外力为零,动量守恒,故 C 正确;当 A、B、C 为一系 统时,A、B 所受的摩擦力为系统内力,不予考虑,地面光滑,所以 系统动量守恒,故 B 正确,D 错误 3(2018安徽滁州联考)(多选)一质量为 M 的小船静止在平静 的湖面上,船头和船尾各站一位质量均为 m 的游泳爱好者,两人分 别从船头和船尾沿相反的方向跃入水中,则下列说法中正确的有( ) A若两人同时以相等的速率跃入水中,则船仍保持静止 B若两人先后以相等的相对水的速率跃入水中,则船速等于 0 C若两人先后以相等的相对船的速率跃入水中,则船速等于 0 D无论两人如何跃入水中,船始终保持静止
5、答案:AB 解析:两个人和船组成的系统在水平方向上动量守恒,开始总 动量为零,不管谁先跃入水中,若两人相对水的速率相等,则有 0mvmvMv,可知 v0,故 A、B 正确;若两人先后以相等 的相对船的速率跃入水中,可知两人相对水的速度大小不等,根据 动量守恒定律知,船速不为 0,故 C、D 错误 4(2018黑龙江哈三中三模)(多选) 小球 A 的质量为 mA5 kg,动量大小为 pA4 kgm/s,小球 A 水平向右运动时与静止的小球 B 发生弹性碰撞,碰后 A 的动量大 小为 pA1 kgm/s,方向水平向右,则( ) A碰后小球 B 的动量大小为 pB3 kgm/s B碰后小球 B 的动
6、量大小为 pB5 kgm/s C小球 B 的质量为 15 kg D小球 B 的质量为 3 kg 答案:AD 解析:规定向右为正方向,碰撞过程中 A、B 组成的系统动量守 恒,所以有 pApApB,解得 pB3 kgm/s,A 正确,B 错误; 由于 A、B 是弹性碰撞,所以没有机械能损失,故,解得 mB3 kg,C 错误,D 正确 5(2018河南信阳统考)(多选)如图所示,三小球 a、b、c 的 质量都是 m,都放于光滑的水平面上,小球 b、c 与轻弹簧相连且静 止,小球 a 以速度 v0 冲向小球 b,碰后与小球 b 粘在一起运动在 整个运动过程中,下列说法中正确的是( )3 / 12A三
7、球与弹簧组成的系统总动量守恒,总机械能不守恒 B三球与弹簧组成的系统总动量守恒,总机械能也守恒 C当小球 b、c 速度相等时,弹簧弹性势能最大 D当弹簧恢复原长时,小球 c 的动能一定最大,小球 b 的动能 一定不为零 答案:ACD 解析:在整个运动过程中,三球与弹簧组成的系统的合外力为 零,系统的总动量守恒,a 与 b 碰撞过程中机械能减少,故 A 正确, B 错误;当小球 b、c 速度相等时,弹簧的压缩量或伸长量最大,弹 簧弹性势能最大,故 C 正确;当弹簧恢复原长时,小球 c 的动能一 定最大,根据动量守恒和机械能守恒定律可知,小球 b 的动能不为 零,故 D 正确 6(2018安徽芜湖
8、模拟)如图所示,总质量为 M 带有底座的足 够宽框架直立在光滑水平面上,质量为 m 的小球通过细线悬挂于框 架顶部 O 处,细线长为 L,已知 Mm,重力加速度为 g,某时刻小球 获得一瞬时速度 v0,当小球第一次回到 O 点正下方时,细线拉力大 小为( ) Amg Bmgmv2 0 L Cmgm DmgmMm2v2 0 Mm2L 答案:B 解析:设小球第一次回到 O 点正下方时,小球与框架的速度分 别为 v1 和 v2.取水平向右为正方向,由题可知,小球、框架组成的 系统水平方向动量守恒、机械能守恒,即 mv0mv1Mv2,mvmvMv,解得 v1v0,v2v0.当小球第一次 回到 O 点正
9、下方时,以小球为研究对象,由牛顿第二定律得 Tmgm,解得细线的拉力 Tmg,B 正确 7(2018湖南郴州四模)(多选)如图所示,在足够长的水平地 面上有两辆相同的小车甲和乙,A、B 两点相距为 5 m,小车甲从 B 点以大小为 4 m/s 的速度向右做匀速直线运动的同时,小车乙从 A 点由静止开始以大小为 2 m/s2 的加速度向右做匀加速直线运动一 段时间后,小车乙与小车甲相碰(碰撞时间极短)碰后两车粘在一起, 整个过程中,两车的受力不变(不计碰撞过程)下列说法正确的是( ) A小车乙追上小车甲用时 4 s B小车乙在追上小车甲之前它们的最远距离为 9 m C碰后瞬间两车的速度大小为 7
10、 m/s4 / 12D若地面光滑,则碰后两车的加速度大小仍为 2 m/s2 答案:BC 解析:小车乙追上小车甲时,有 x 乙x 甲5 m,即 at2v 甲 t5 m,代入数据得2 m/s2t24 m/st5 m,解得 t5 s(另一负值舍去),所以小车乙追上小车甲用时 5 s,故 A 错误;当 两车的速度相等时相距最远,则有 v 甲at,得 t s2 s,最远距离 s5 mv 甲 tat25 m42 m222 m9 m,故 B 正确 L 碰前瞬间乙车的速度 v 乙at25 m/s10 m/s,对于碰撞过程,取向右为正方向,由动量守恒定律得 mv 甲 mv 乙2mv,解得碰后瞬间两车的共同速度
11、v7 m/s,故 C 正确; 若地面光滑,碰前乙车所受到的作用力 Fma,甲车所受到的合外 力为 0,则碰后两车的加速度大小 a1 m/s2,故 D 错误 8(2018湖北宜昌一中月考)(多选) 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 vt 图线,由图线可以判断( ) AA、B 的质量比为 32 BA、B 作用前后总动量守恒 CA、B 作用前后总动量不守恒 DA、B 作用前后总动能不变 答案:ABD 解析:物体 A、B 碰撞过程所受外力为零,作用前后总动量守恒, 故 B 正确,C 错误;根据动量守恒定律有 mA6 m/smB1 m/smA2 m/smB7 m/s,
12、则 mA:mB3:2,故 A 正确; A、B 作用前总动能为 mA(6 m/s)2mB(1 m/s2)mA(m/s)2, 作用后总动能为 mA(2 m/s)2mB(7 m/s)2mA(m/s)2,可见 作用前后总动能不变,故 D 正确 9. (2018河南洛阳一模)(多选)如图所示,质量为 m245 g 的物 块(可视为质点)放在质量为 M0.5 kg 的木板左端,足够长的木板 静止在光滑水平面上,物块与木板间的动摩擦因数为 0.4,质 量为 m05 g 的子弹以速度 v0300 m/s 沿水平方向射入物块并留 在其中(时间极短),g 取 10 m/s2,则在整个过程中( ) A物块和木板组成
13、的系统动量守恒 B子弹的未动量大小为 0.01 kgm/s C子弹对物块的冲量大小为 0.49 Ns D物块相对于木板滑行的时间为 1 s 答案:BD 解析:子弹射入物块的过程中,物块的动量增大,所以物块和5 / 12木板组成的系统动量不守恒,故 A 错误;选取向右为正方向,子弹 射入物块过程,由动量守恒定律可得 m0v0(m0m)v1,物块在木 板上滑动过程,由动量守恒定律可得(m0m)v1(m0mM)v2,联 立可得 v22 m/s,所以子弹的末动量大小为 pm0v20.01 kgm/s,故 B 正确;由动量定理可得子弹受到的冲量 Ippp00.01 kgm/s5103300 kgm/s1
14、.49 kgm/s1.49 Ns.子弹与物块间的相互作用力大小始终相等, 方向相反,所以子弹对物块的冲量大小为 1.49 Ns,故 C 错误; 对子弹和物块整体,由动量定理得(m0m)gt(m0m)(v2v1), 综上可得,物块相对于木板滑行的时间 t1 s,故 D 正确 10(2018重庆巴蜀中学模拟)(多选)如图所示,轻质弹簧的 一端固定在墙上,另一端与质量为 2m 的物体 A 相连,A 放在光滑水 平面上,有一质量为 m 的物体 B,从高 h 处由静止开始沿光滑曲面 滑下,与 A 相碰(时间极短)后一起将弹簧压缩,弹簧复原过程中某 时刻 B 与 A 分开且沿曲面上升下列说法正确的是( )
15、 A物体 B、A 组成的系统,在发生碰撞的过程中动量守恒,在 弹簧被压缩的过程中机械能守恒B物体 B 返回过程中能达到的最大高度为h 9 C物体 A 对 B 的冲量大小为 m2gh D物体 A 对 B 做的功为 mgh 答案:BC 解析:A 与 B 组成的系统碰撞过程合外力为零,则系统的动量 守恒,此后 A 和 B 一起压缩弹簧,只有弹簧的弹力做功,则 A 和 B 与弹簧组成的系统机械能守恒,故 A 错误;对 B 下滑过程,根据机 械能守恒定律可得 mghmv,B 刚到达水平面的速度 v0,B 与 A 碰 撞过程,取向右为正方向,根据动量守恒定律可得 mv03mv,知 A 与 B 碰撞后的共同
16、速度为 v,此后一起压缩弹簧到最短又恢复原 长,B 以速度 v 返回曲面,则 mghmv2,可得 h,故 B 正确; 取向左为正方向,对 B 分析由动量定理可知 Imv(mv0)m, 故 C 正确;A 对 B 做的功由动能定理有 Wmv2mvmgh,故 D 错 误 11如图所示,质量为 3 kg 的木箱静止在光滑的水平面上,木 箱内粗糙的底板正中央放着一个质量为 1 kg 的小木块,小木块可视 为质点现使木箱和小木块同时获得大小为 2 m/s 的方向相反的水 平速度,小木块与木箱每次碰撞过程中机械能损失 0.4 J,小木块 最终停在木箱正中央已知小木块与木箱底板间的动摩擦因数为 0.3,木箱内
17、底板长为 0.2 m(g 取 10 m/s2)求:6 / 12(1)木箱的最终速度的大小; (2)小木块与木箱碰撞的次数 答案:(1)1 m/s (2)6 次 解析:(1)设系统最终速度为 v,由于木箱与木块组成的系统 没有受到外力作用,故系统动量守恒,以木箱的初速度方向为正方 向,由动量守恒定律有 Mvmv(Mm)v,代入数据得 v1 m/s. (2)对整个过程,由能量守恒定律有Mv2mv2E(Mm)v2,1 2 设碰撞次数为 n,木箱内底板长度为 L, 则有 n(mgL0.4)E,代入数据得 n6 次 12(2018黑龙江哈三中模拟)在光滑水平桌面上 O 处固定一 个弹性挡板,P 处有一可
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