（江蘇專版）2019版高考物理二輪復(fù)習 專題五 第一講 動量守恒定律課前自測診斷卷（含解析）.doc

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動量守恒定律 考點一 動量、沖量、動量定理 1.[考查沖量大小的計算] 蹦床運動是一項運動員利用從蹦床反彈中表現(xiàn)雜技技巧的競技運動，一質(zhì)量為50 kg的運動員從1.8 m高處自由下落到蹦床上，若從運動員接觸蹦床到運動員陷至最低點經(jīng)歷了0.2 s，則這段時間內(nèi)蹦床對運動員的沖量大小為(取g＝10 m/s2，不計空氣阻力)(　　) A．400 Ns　　　　　　 B．300 Ns C．200 Ns D．100 Ns 解析：選A　設(shè)運動員自由下落到蹦床的速度為v，由機械能守恒得：mgh＝mv2，解得v＝6 m/s；運動員接觸蹦床到陷至最低點過程中，由動量定理得：mgt＋IN＝0－mv，解得IN＝－mv－mgt＝－506 Ns－50100.2 Ns＝－400 Ns，此過程中蹦床對運動員的沖量大小為400 Ns，方向豎直向上，故A正確，B、C、D錯誤。 2．[考查應(yīng)用動量定理求平均力] 高空作業(yè)須系安全帶，如果質(zhì)量為m的高空作業(yè)人員不慎跌落，從開始跌落到安全帶對人剛產(chǎn)生作用力前人下落的距離為h(可視為自由落體運動)，此后經(jīng)歷時間t安全帶達到最大伸長量，若在此過程中該作用力始終豎直向上，則該段時間安全帶對人的平均作用力大小為(　　) A.＋mg B．－mg C.＋mg D．－mg 解析：選A　由動量定理得(mg－F)t＝0－mv，又有v＝，解得F＝＋mg，選項A正確。 3．[考查碰撞與動量定理] 如圖所示，質(zhì)量為m的小球A靜止于光滑水平面上，在A球與墻之間用輕彈簧連接。現(xiàn)用完全相同的小球B以水平速度v0與A相碰后粘在一起壓縮彈簧，不計空氣阻力，若彈簧被壓縮過程中的最大彈性勢能為E，從球A被碰后開始到回到原靜止位置的過程中墻對彈簧的沖量大小為I，下列表達式中正確的是(　　) A．E＝mv02，I＝2mv0 B．E＝mv02，I＝mv0 C．E＝mv02，I＝2mv0 D．E＝mv02，I＝mv0 解析：選A　A、B碰撞過程，取向左為正方向，由動量守恒定律得mv0＝2mv，碰撞后，A、B一起壓縮彈簧，當A、B兩球的速度減至零時彈簧的彈性勢能最大，由能量守恒定律得：最大彈性勢能E＝2mv2，聯(lián)立解得E＝mv02，從球A被碰后開始到回到原靜止位置的過程中，取向右為正方向，對A、B及彈簧整體，由動量定理得I＝2mv－(－2mv)＝4mv＝2mv0，A正確。 考點二 動量守恒及應(yīng)用 4.[考查動量守恒的條件] 把一支彈簧槍水平固定在小車上，小車放在光滑水平地面上，槍射出一顆子彈的過程中，關(guān)于槍、子彈、車，下列說法正確的是(　　) A．槍和子彈組成的系統(tǒng)動量守恒 B．槍和車組成的系統(tǒng)動量守恒 C．子彈和槍筒之間的摩擦力很小，可以忽略不計，故二者組成的系統(tǒng)動量近似守恒 D．槍、子彈、車三者組成的系統(tǒng)動量守恒 解析：選D　槍和子彈組成的系統(tǒng)，由于小車對槍有外力，槍和子彈組成的系統(tǒng)外力之和不為零，所以動量不守恒，故A錯誤；槍和車組成的系統(tǒng)，由于子彈對槍有作用力，導(dǎo)致槍和車組成的系統(tǒng)外力之和不為零，所以動量不守恒，故B錯誤；槍、子彈、車組成的系統(tǒng)，它們之間相互作用的力為內(nèi)力，例如子彈和槍筒之間的摩擦力，系統(tǒng)所受外力之和為零，系統(tǒng)動量守恒，但子彈與槍筒組成的系統(tǒng)外力之和不為零，二者組成的系統(tǒng)動量不守恒，故D正確，C錯誤。 5．[考查某一方向的動量守恒] 質(zhì)量為m的人立于質(zhì)量為M的平板車上，初始時人與車以速度v1在光滑水平面上向右運動。當此人相對于車以豎直向上的速度v2跳起后，車的速度大小為(　　) A．v1 B．v1－ C. D． 解析：選A　人和車在水平方向上動量守恒，當人豎直跳起時，人和車之間的相互作用在豎直方向上，在水平方向上仍然動量守恒，水平方向的速度不發(fā)生變化，所以車的速度仍然為v1，方向向右，A正確。 6．[考查多個物體的動量守恒] 如圖所示，兩輛質(zhì)量相同的平板小車a、b成一直線排列，靜止在光滑水平地面上，原來靜止在a車上的一個小孩跳到b車，接著又立即從b車跳回a車，他跳回a車并相對a車保持靜止，此后(　　) A．a(chǎn)、b兩車的速率相等 B．a(chǎn)車的速率大于b車的速率 C．a(chǎn)車的速率小于b車的速率 D．a(chǎn)、b兩車均靜止 解析：選C　由小車a、b及人組成的系統(tǒng)動量守恒，根據(jù)動量守恒定律(ma＋m人)va－mbvb＝0，解得＝，所以a車的速率小于b車的速率，選項C正確。 7．[考查體育賽事中的動量守恒] 在冰壺比賽中，冰壺甲以速度v1正碰靜止的冰壺乙，碰后冰壺甲的速度變?yōu)関2，方向不變，已知冰壺質(zhì)量均為m，碰撞過程時間為t，求： (1)正碰后冰壺乙的速度v； (2)碰撞過程中冰壺乙受到的平均作用力F的大小。 解析：(1)由動量守恒定律有mv1＝mv2＋mv 解得v＝v1－v2。 (2)冰壺乙在碰撞過程由動量定理有Ft＝mv－0 解得F＝。 答案：(1)v1－v2　(2) 考點三 動量與能量的綜合應(yīng)用 8.[考查彈性碰撞與非彈性碰撞的判斷] 如圖所示，小球B質(zhì)量為10 kg，靜止在光滑水平面上，小球A質(zhì)量為5 kg，以10 m/s的速率向右運動，并與小球B發(fā)生正碰，碰撞后A球以2 m/s的速率反向彈回，則碰后B球的速率和這次碰撞的性質(zhì)，下列說法正確的是(　　) A．4 m/s，非彈性碰撞 B．4 m/s，彈性碰撞 C．6 m/s，非彈性碰撞 D．6 m/s，彈性碰撞 解析：選C　取小球A開始運動的方向為正方向，碰撞前兩個小球的總動能： E1＝m1v12＝5102 J＝250 J。 碰撞過程動量守恒，由動量守恒定律得： m1v1＝－m1v1′＋m2v2， 解得：v2＝＝ m/s＝6 m/s。 碰撞后兩小球的總動能：E2＝m1v1′2＋m2v22＝522 J＋1062 J＝190 J。 因為E1＞E2，有能量損失，是非彈性碰撞，故C正確。 9.[考查動量守恒定律與st圖像的綜合應(yīng)用] [多選]如圖甲所示，光滑水平面上有a、b兩個小球，a球向b球運動并與b球發(fā)生正碰后粘在一起共同運動，其碰前和碰后的st圖像如圖乙所示。已知ma＝5 kg。若b球的質(zhì)量為mb，兩球因碰撞而損失的機械能為ΔE，則(　　) A．mb ＝1 kg B．mb＝2 kg C．ΔE＝15 J D．ΔE＝35 J 解析：選AC　在st圖像中圖像的斜率表示小球運動的速度大小， 所以va＝ m/s＝6 m/s 碰后粘合在一起共同運動的速度為v＝ m/s＝5 m/s， 碰撞過程動量守恒，得：mava＝(ma＋mb)v 解得：mb＝1 kg，故A正確，B錯誤； 根據(jù)功能關(guān)系ΔE＝mava2－(ma＋mb)v2＝15 J，故C正確，D錯誤。 10．[考查碰撞發(fā)生的可能性] [多選]在光滑的水平桌面上，質(zhì)量為m的物塊A以速度v向右運動，與靜止在桌面上的質(zhì)量為3m的物塊B發(fā)生正碰，以向右為正方向，碰撞后，物塊A的速度可能為(　　) A．－0.8v B．－0.2v C．0.4v D．0.1v 解析：選BD　根據(jù)完全彈性碰撞關(guān)系可得mv＝mvA＋3mvB，mv2＝mvA2＋3mvB2，解得vA＝v＝－v；根據(jù)完全非彈性碰撞關(guān)系可得mv＝4mvAB，解得vA＝vAB＝v，所以若碰撞后A的速度向右，則應(yīng)該小于v，若碰撞后A的速度向左，則應(yīng)該小于v，故B、D正確，A、C錯誤。 11．[考查彈簧作用下動量守恒定律] 如圖所示，在光滑的水平面上有兩個物塊，其質(zhì)量分別為M和m，現(xiàn)將兩物塊用一根輕質(zhì)細線拴接，兩物塊中間夾著一個壓縮的輕彈簧，彈簧與兩物塊未拴接，它們以共同速度v0在水平面上向右勻速運動。某時刻細線突然被燒斷，輕彈簧將兩物塊彈開，彈開后物塊M恰好靜止。求彈簧最初所具有的彈性勢能Ep。 解析：設(shè)彈簧將兩物塊彈開后，物塊m的速度為v，彈簧彈開物塊過程，系統(tǒng)動量守恒，以物塊的初速度方向為正方向，對系統(tǒng)，由動量守恒定律得： (M＋m)v0＝mv， 由機械能守恒定律得：(M＋m)v02＋Ep＝mv2， 解得：Ep＝。 答案： 12．[考查水平方向動量守恒定律與能量結(jié)合] 一平板小車靜止在光滑水平地面上，車上固定一個足夠高的光滑弧形軌道，弧形軌道與小車的水平上表面在B處相切，小車與弧形軌道的總質(zhì)量為M＝2 kg。小車上表面粗糙，AB段長L＝1.5 m，現(xiàn)有質(zhì)量m＝0.5 kg的滑塊(視為質(zhì)點)以v0＝4.0 m/s的水平初速度滑上小車，滑塊與小車AB段間的動摩擦因數(shù)μ＝0.1，取g＝10 m/s2，求： (1)滑塊從A點第一次到B點的運動時間t； (2)滑塊沿弧形軌道上升的最大高度h。 解析：(1)對滑塊，由牛頓第二定律得：μmg＝ma1 由勻變速直線運動規(guī)律得：s1＝v0t－a1t2 對小車與弧形軌道，由牛頓第二定律得：μmg＝Ma2 由勻變速直線運動規(guī)律得：s2＝a2t2 又s1－s2＝L 聯(lián)立解得：t＝0.4 s或t＝6 s 當t＝6 s時，不是滑塊第一次運動到B點所用的時間 所以t＝0.4 s。 (2)對滑塊、小車與弧形軌道組成的系統(tǒng)，在水平方向由動量守恒定律得： mv0＝(M＋m)v 由功能關(guān)系得：mv02＝(M＋m)v2＋μmgL＋mgh 聯(lián)立解得：h＝0.49 m。 答案：(1)0.4 s　(2)0.49 m