2021年高考物理二輪復(fù)習(xí)專題強(qiáng)化練七動(dòng)量定理與動(dòng)量守恒定律含解析

1、專題強(qiáng)化練(七)題組一基本概念1古時(shí)候有“守株待兔”的寓言假設(shè)兔子質(zhì)量約為2 kg，以15 m/s的速度奔跑，撞樹(shù)后反彈的速度為1 m/s，則兔子受到的撞擊力的沖量大小為()a28 nsb29 nsc31 ns d32 ns解析：設(shè)初速度方向?yàn)檎较颍瑒t由題意可知，初速度v015 m/s，末速度為v1 m/s，則由動(dòng)量定理可知imvmv032 ns，負(fù)號(hào)表示沖量的方向與規(guī)定的正方向相反，故d正確答案：d2籃球運(yùn)動(dòng)員接傳來(lái)的籃球時(shí)，通常要先伸出兩臂迎球，手觸到球瞬間順勢(shì)后引這樣可以減小()a球?qū)κ值牧Φ臎_量b球的動(dòng)量變化率c球的動(dòng)量變化量 d球的動(dòng)能變化量解析：球?qū)κ值臎_量imvmv0，不變，故

2、a項(xiàng)錯(cuò)誤；籃球運(yùn)動(dòng)員接傳來(lái)的籃球時(shí)，通常要先伸出兩臂迎球，手觸到球瞬間順勢(shì)后引，增加了手與球間的相互作用時(shí)間，動(dòng)量的變化量不變，時(shí)間增加，則其變化率減小，故b項(xiàng)正確；根據(jù)動(dòng)量變化pmvmv0可知，動(dòng)量變化量相同，故c項(xiàng)錯(cuò)誤；球的初末動(dòng)能變化量不變，故d項(xiàng)錯(cuò)誤答案：b3.如圖所示，甲、乙兩個(gè)質(zhì)量相等的物體在同一高度沿傾角不同的兩個(gè)光滑斜面由靜止自由滑到底端，下列說(shuō)法正確的是()a兩物體在滑到底端時(shí)動(dòng)量相同b整個(gè)過(guò)程中兩物塊受到支持力的沖量均為0c整個(gè)過(guò)程中兩物體受到重力的沖量相等d以上說(shuō)法均不對(duì)解析：根據(jù)動(dòng)能定理知，mghmv2，到達(dá)底端時(shí)兩個(gè)物體的速度大小相等，但是方向不同，所以到達(dá)底端時(shí)的動(dòng)

3、量不同，故a項(xiàng)錯(cuò)誤；光滑斜面與地面夾角為，支持力的沖量是支持力與作用時(shí)間的乘積，即inntmgcos t不為0，故b項(xiàng)錯(cuò)誤；物體下滑的加速度agsin ，根據(jù)at2知，t，知運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不等，則兩個(gè)物體重力的沖量大小不等，故c項(xiàng)錯(cuò)誤，d項(xiàng)正確答案：d題組二動(dòng)量定理4(多選)一質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員托著質(zhì)量為m的重物從下蹲狀態(tài)(圖甲)緩慢運(yùn)動(dòng)到站立狀態(tài)(圖乙)，該過(guò)程重物和人的肩部相對(duì)位置不變，運(yùn)動(dòng)員保持乙狀態(tài)站立t時(shí)間后再將重物緩慢向上舉，至雙臂伸直(圖丙)甲到乙、乙到丙過(guò)程重物上升高度分別為h1、h2，經(jīng)歷的時(shí)間分別為t1、t2，則()a地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的沖量為(mm)g(t1t2t)，地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員做的

4、功為0b地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的沖量為(mm)g(t1t2)，地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員做的功為(mm)g(h1h2)c運(yùn)動(dòng)員對(duì)重物的沖量為mg(t1t2t)，運(yùn)動(dòng)員對(duì)重物做的功為mg(h1h2)d運(yùn)動(dòng)員對(duì)重物的沖量為mg(t1t2)，運(yùn)動(dòng)員對(duì)重物做的功為0解析：因緩慢運(yùn)動(dòng)，則為平衡狀態(tài)，則地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的力為(mm)g，作用時(shí)間為(t1t2t)，則其沖量為i(mm)g(t1t2t)，因地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的力的作用點(diǎn)沒(méi)有位移，則地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員做的功為0，故a項(xiàng)正確，b項(xiàng)錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)員對(duì)重物的力為mg，其沖量為img(t1t2t)，運(yùn)動(dòng)員對(duì)重物作用下的位移為(h1h2)，則對(duì)重物做功為mg(h1h2)，故c項(xiàng)正確，d項(xiàng)錯(cuò)誤答案：a

5、c5.(2020佛山二模)拍皮球是大家都喜歡的體育活動(dòng)，既能強(qiáng)身又能健體已知皮球質(zhì)量為0.4 kg，為保證皮球與地面碰撞后自然跳起的最大高度均為1.25 m，小明需每次在球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)拍球，每次拍球作用距離為0.25 m，使球在離手時(shí)獲得一個(gè)豎直向下4 m/s的初速度若不計(jì)空氣阻力及球的形變，g取10 m/s2，則每次拍球()a手給球的沖量為1.6 kgm/sb手給球的沖量為2.0 kgm/sc人對(duì)球做的功為3.2 jd人對(duì)球做的功為2.2 j解析：重力與手的力的合力的沖量為ipmv0.441.6 kgm/s，因重力與手的力的沖量都向下，則手的沖量要小于1.6 kgm/s，故a、b兩項(xiàng)錯(cuò)誤；由

6、動(dòng)能定理：w手mghmv2，代入數(shù)據(jù)解得：w手2.2 j，故c項(xiàng)錯(cuò)誤，d項(xiàng)正確答案：d6如圖所示，用高壓水槍噴出的強(qiáng)力水柱沖擊煤層，設(shè)水柱直徑為d，水流速度大小為v，方向水平向右水柱垂直煤層表面，水柱沖擊煤層后水的速度變?yōu)?，水的密度為，高壓水槍的重力不可忽略，手持高壓水槍操作，下列說(shuō)法正確的是()a水槍單位時(shí)間內(nèi)噴出水的質(zhì)量為vd2b高壓水槍的噴水功率為c水柱對(duì)煤層的平均沖擊力大小為d手對(duì)高壓水槍的作用力水平向右解析：高壓水槍的流量為：qsvv，水槍單位時(shí)間內(nèi)噴出水的質(zhì)量為：msvtvvd2，故a項(xiàng)錯(cuò)誤；水槍單位時(shí)間內(nèi)做功轉(zhuǎn)化為水柱的動(dòng)能為：wmv2，故水槍的功率為：p，故b項(xiàng)正確；研究單位

7、時(shí)間內(nèi)噴出的水，由動(dòng)量定理得：ft0mv，解得：fd2v2，根據(jù)牛頓第三定律知，水柱對(duì)煤層的平均沖擊力大小為d2v2，故c項(xiàng)錯(cuò)誤；水對(duì)高壓水槍的作用力水平向左，則手對(duì)高壓水槍的作用力有水平向右的分力，還有豎直向上的分力(與重力平衡)，所以手對(duì)高壓水槍的作用力斜向右上方，故d項(xiàng)錯(cuò)誤答案：b題組三動(dòng)量守恒定律7.如圖，質(zhì)量為m的小船在靜止水面上以速率v0向右勻速行駛，一質(zhì)量為m的救生員站在船尾，相對(duì)小船靜止若救生員以相對(duì)水面速率v水平向左躍入水中，則救生員躍出后小船的速率為()av0v bv0vcv0(v0v) dv0(v0v)解析：取向右為正方向，由動(dòng)量守恒有(mm)v0mvmv，解之有vv0(

8、v0v)，故c項(xiàng)正確答案：c8.(多選)如圖所示，質(zhì)量為m200 kg 的小船靜止在平靜的水面上，船兩端載著質(zhì)量為m甲40 kg、m乙60 kg的游泳者，甲向左、乙向右同時(shí)以2 m/s(相對(duì)于岸)的水平速度躍入水中，不計(jì)水對(duì)船的阻力，則()a小船獲得的速度大小為1 m/s，方向水平向左b小船獲得的速度大小為0.2 m/s，方向水平向左c小船受到的沖量大小為40 kgm/s，方向水平向右d小船受到的沖量大小為40 kgm/s，方向水平向左解析：甲、乙和船組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以水平向右為正方向，開(kāi)始時(shí)總動(dòng)量為0，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有0m甲v甲m乙v乙mv，代入數(shù)據(jù)解得：v0.2 m/s，負(fù)號(hào)說(shuō)明小船

9、的速度方向向左，故a項(xiàng)錯(cuò)誤，b項(xiàng)正確；根據(jù)動(dòng)量定理可得，小船獲得的動(dòng)量為：pmv2000.2 kgm/s40 kgm/s，方向水平向左，故c項(xiàng)錯(cuò)誤，d項(xiàng)正確答案：bd9.“世界上第一個(gè)想利用火箭飛行的人”是明朝的士大夫萬(wàn)戶他把47個(gè)自制的火箭綁在椅子上，自己坐在椅子上，雙手舉著大風(fēng)箏，設(shè)想利用火箭的推力，飛上天空，然后利用風(fēng)箏平穩(wěn)著陸假設(shè)萬(wàn)戶及所攜設(shè)備火箭(含燃料)、椅子、風(fēng)箏等總質(zhì)量為m，點(diǎn)燃火箭后在極短的時(shí)間內(nèi)，質(zhì)量為m的熾熱燃?xì)庀鄬?duì)地面以v0的速度豎直向下噴出忽略此過(guò)程中空氣阻力的影響，重力加速度為g，下列說(shuō)法中正確的是()a火箭的推力來(lái)源于空氣對(duì)它的反作用力b在燃?xì)鈬姵龊蟮乃查g，火箭的

10、速度大小為c噴出燃?xì)夂笕f(wàn)戶及所攜設(shè)備能上升的最大高度為d在火箭噴氣過(guò)程中，萬(wàn)戶及所攜設(shè)備機(jī)械能守恒解析：火箭的推力來(lái)源于燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的向后噴出的高溫高壓氣體對(duì)火箭的反作用力，故a項(xiàng)錯(cuò)誤；在燃?xì)鈬姵龊蟮乃查g，將萬(wàn)戶及所攜設(shè)備火箭(含燃料)、椅子、風(fēng)箏等為一個(gè)系統(tǒng)，動(dòng)量守恒，設(shè)火箭的速度大小為v，規(guī)定火箭運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，則有(mm)vmv00，解得火箭的速度大小為：v，故b項(xiàng)正確；噴出燃?xì)夂笕f(wàn)戶及所攜設(shè)備做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得上升的最大高度為：h，故c項(xiàng)錯(cuò)誤；在火箭噴氣過(guò)程中，燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的向后噴出的高溫高壓氣體對(duì)萬(wàn)戶及所攜設(shè)備做正功，所以萬(wàn)戶及所攜設(shè)備機(jī)械能不守恒，故d項(xiàng)錯(cuò)誤答

11、案：b題組四綜合練10.如圖所示，質(zhì)量m10.3 kg的小車靜止在光滑的水平面上，車長(zhǎng)l1.5 m，現(xiàn)有質(zhì)量m20.2 kg可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊，以水平向右的速度v02 m/s從左端滑上小車，最后在車面上某處與小車保持相對(duì)靜止物塊與車面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，g取10 m/s2，求：(1)物塊與小車共同速度；(2)物塊在車面上滑行的時(shí)間t；(3)小車運(yùn)動(dòng)的位移x；(4)要使物塊不從小車右端滑出，物塊滑上小車左端的速度v0不超過(guò)多少？解析：(1)設(shè)物塊與小車共同速度為v，以水平向右為正方向，根據(jù)動(dòng)量守恒定律：m2v0(m1m2)v，解得：v0.8 m/s.(2)設(shè)物塊與車面間的滑動(dòng)摩擦力為f，對(duì)物塊應(yīng)

12、用動(dòng)量定理：ftm2vm2v0，又fm2g，解得：t，代入數(shù)據(jù)得：t0.24 s.(3)對(duì)小車應(yīng)用動(dòng)能定理：m2gxm1v2，解得：x0.096 m.(4)要使物塊恰好不從車面滑出，須使物塊到車面最右端時(shí)與小車有共同的速度，設(shè)其為v，則：m2v0(m1m2)v，由系統(tǒng)能量守恒有m2v(m1m2)v2m2gl，代入數(shù)據(jù)解得：v05 m/s，故要使物塊不從小車右端滑出，物塊滑上小車左端的速度v0不超過(guò)5 m/s.答案：(1)0.8 m/s(2)0.24 s(3)0.096 m(4)5 m/s11.如圖所示，質(zhì)量分布均勻、半徑為r的光滑半圓形金屬槽，靜止在光滑的水平面上，左邊緊靠豎直墻壁一質(zhì)量為m的

13、小球從距金屬槽上端r處由靜止下落，恰好與金屬槽左端相切進(jìn)入槽內(nèi)，到達(dá)最低點(diǎn)后向右運(yùn)動(dòng)從金屬槽的右端沖出，小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)距金屬槽圓弧最低點(diǎn)的距離為r，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力求：(1)小球第一次到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)對(duì)金屬槽的壓力大小；(2)金屬槽的質(zhì)量解析：(1)小球從靜止到第一次到達(dá)最低點(diǎn)的過(guò)程，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得：mg2rmv，小球剛到最低點(diǎn)時(shí)，根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)和牛頓第二定律：fnmgm，據(jù)牛頓第三定律可知小球?qū)饘俨鄣膲毫椋篺nfn，聯(lián)立解得：fn5mg.(2)小球第一次到達(dá)最低點(diǎn)至小球到達(dá)最高點(diǎn)過(guò)程，小球和金屬塊水平方向動(dòng)量守恒，選取向右為正方向，則：mv0(mm)v，設(shè)小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)距

14、金屬槽圓弧最低點(diǎn)的高度為h.則有r2h2(r)2，根據(jù)機(jī)械守恒定律：mghmv(mm)v2，聯(lián)立解得：mm.答案：(1)5mg(2)m12如圖，一質(zhì)量m6 kg的木板b靜止于光滑水平面上，物塊a質(zhì)量m6 kg，停在木板b的左端質(zhì)量為m01 kg的小球用長(zhǎng)為l0.8 m的輕繩懸掛在固定點(diǎn)o上，將輕繩拉直至水平位置后，由靜止釋放小球，小球在最低點(diǎn)與物塊a發(fā)生碰撞后反彈，反彈所能達(dá)到的距最低點(diǎn)的最大高度為h0.2 m，物塊a與小球可視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力已知物塊a、木板b間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.1，(g取10 m/s2)求：(1)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)與物塊a碰撞前瞬間，小球的速度大??；(2)小球與物塊a碰撞后

15、瞬間，物塊a的速度大?。?3)為使物塊a、木板b達(dá)到共同速度前物塊a不滑離木板，木板b至少多長(zhǎng)解析：(1)對(duì)小球下擺過(guò)程，由機(jī)械能守恒定律得：m0glm0v，解得v04 m/s.(2)對(duì)小球反彈后上升到最高點(diǎn)的過(guò)程，由機(jī)械能守恒定律得m0ghm0v，解得：v12 m/s.小球與物塊a碰撞過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以小球碰前速度的方向?yàn)檎较蛴蓜?dòng)量守恒定律得：m0v0m0v1mva，解得va1 m/s.(3)物塊a與木板b相互作用過(guò)程，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以物塊a的速度方向?yàn)檎较蛴蓜?dòng)量守恒定律得：mva(mm)v，解得v0.5 m/s，由能量守恒定律得：mgxmv(mm)v2，解得x0.25 m.答案：(1

16、)4 m/s(2)1 m/s(3)0.25 m13如圖所示，半徑r2.8 m的光滑半圓軌道bc與傾角37的粗糙斜面軌道在同一豎直平面內(nèi)，兩軌道間由一條光滑水平軌道ab相連，a處用光滑小圓弧軌道平滑連接，b處與圓軌道相切在水平軌道上，兩靜止小球p、q壓緊輕質(zhì)彈簧后用細(xì)線連在一起某時(shí)刻剪斷細(xì)線后，小球p向左運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)時(shí)，小球q沿圓軌道到達(dá)c點(diǎn)；之后小球q落到斜面上時(shí)恰好與沿斜面向下運(yùn)動(dòng)的小球p發(fā)生碰撞已知小球p的質(zhì)量m13.2 kg，小球q的質(zhì)量m21 kg，小球p與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，剪斷細(xì)線前彈簧的彈性勢(shì)能ep168 j，小球到達(dá)a點(diǎn)或b點(diǎn)時(shí)已和彈簧分離重力加速度g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，不計(jì)空氣阻力，求：(1)小球q運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)的速度大??；(2)小球p沿斜面上升的最大高度h；(3)小球q離開(kāi)圓軌道后經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間與小球p相碰解析：(1)兩小球彈開(kāi)的過(guò)程，由動(dòng)量守恒定律得：m1v1m2v2，由機(jī)械能守恒定律得：epm1vm2v，聯(lián)立可得：v15 m/s，v216 m/s.小球q沿圓軌道運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由機(jī)械能守恒定律可得：m2vm2v