2019年高三物理一輪達(dá)標(biāo)訓(xùn)練--動量守恒定律及三類模型問題有解析

1、2019年高三物理一輪達(dá)標(biāo)訓(xùn)練-動量守恒定律及三類模型問題（有解析）2動量守恒定律及其應(yīng)用一、選擇題（15題為單項(xiàng)選擇題，68題為多項(xiàng)選擇題）1.如圖1所示，A、B兩物體質(zhì)量之比mA：mB=3:2,原來靜止在平板小車C上。A、B間有一根被壓縮的彈簧，地面光滑，當(dāng)彈簧突然釋放后，則下列說法中不正確的是（）圖1A.若A、B與平板車上表面間的動摩擦因數(shù)相同，A、B組成的系統(tǒng)動量守恒B.若A、B與平板車上表面間的動摩擦因數(shù)相同，A、BC組成的系統(tǒng)動量守恒C.若A、B所受的摩擦力大小相等，AB組成的系統(tǒng)動量守恒D.若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C組成的系統(tǒng)動量守恒解析如果A、B與平板車上表面間的

2、動摩擦因數(shù)相同，彈簧釋放后A、B分別相對小車向左、向右滑動，它們所受的滑動摩擦力FfA向右，F(xiàn)fB向左，由于mA：mB=3:2,所以FfA:FfB=3:2,則A、B組成的系統(tǒng)所受的外力之和不為零，故其動量不守恒，A錯；對ABC組成的系統(tǒng)，AB與C間的摩擦力為內(nèi)力，該系統(tǒng)所受的外力為豎直方向的重力和支持力，它們的合力為零，故該系統(tǒng)的動量守恒，BD均正確；若AB所受摩擦力大小相等，則AB組成的系統(tǒng)所受外力之和為零，故其動量守恒，C正確。答案A2.（2018?濰坊名校模考）在光滑的水平面上有a、b兩球，其質(zhì)量分別為mamh兩千在t0時刻發(fā)生正碰，并且在碰撞過程中無機(jī)械能損失，兩球碰撞前后的速度一時間

3、圖象如圖2所示，下列關(guān)系正確的是（）圖2A.ma>mbB.macmbC.ma=mbD.無法判斷解析由圖象知a球以一初速度向原來靜止的b球運(yùn)動，碰后a球反彈且速度大小小于其初速度大小，根據(jù)動量守恒定律，a球的質(zhì)量小于b球的質(zhì)量。答案B3.如圖3所示，質(zhì)量為M的盒子放在光滑的水平面上，盒子內(nèi)表面不光滑，盒內(nèi)放有一塊質(zhì)量為m的物體，某時刻給物體一個水平向右的初速度v0,那么在物體與盒子前后壁多次往復(fù)碰撞后（）圖3A.兩者的速度均為零B.兩者的速度總不會相等C.盒子的最終速度為mv0M方向水平向右D.盒子的最終速度為mv0M+m,方向水平向右解析由于盒子內(nèi)表面不光滑，在多次碰后物體與盒相對靜止，

4、由動量守恒得：mv0=（M+m）v',解得：v'=mv0M+m,故D正確。答案D4.兩質(zhì)量、大小完全相同的正方體木塊A、B,靠在一起放在光滑水平面上，一水平射來的子彈先后穿透兩木塊后飛出，若木塊對子彈的阻力恒定不變，子彈射穿兩木塊的時間相同，則A、B兩木塊被子彈射穿后的速度之比為（）A.1：1B.1：2C.1：3D.1：3解析因木塊對子彈的阻力恒定，且子彈射穿兩木塊的時間相同，子彈在射穿兩木塊對木塊的沖量相同。射穿A時，兩木塊獲得的速度為v',根據(jù)動量定理，有I=2mV0射穿木塊B時，B的速度發(fā)生改變，而A的速度不變。射穿B后，B的速度為v，根據(jù)動量定理，有I=mVmv

5、'聯(lián)立，2mV=mv-mv得v'v=13。選項(xiàng)C正確。答案C5.一彈丸在飛行到距離地面5m高時僅有水平速度v=2m/s,爆炸成為甲、乙兩塊水平飛出，甲、乙的質(zhì)量比為3：1。不計(jì)質(zhì)量損失，取重力加速度g=10m/s2,則下列圖中兩塊彈片飛行的軌跡可能正確的是（）解析由于彈丸爆炸后甲、乙兩塊均水平飛出，故兩塊彈片都做平拋運(yùn)動，由平拋運(yùn)動規(guī)律h=12gt2可知t=2hg=2X510s=1s,若甲水平位移為x=2.5m時，則v甲=乂1=2.5m/s,則由彈丸爆炸前后動量守恒，可得mv0=34mv甲+14mv乙，代入數(shù)據(jù)解得v乙=0.5m/s,方向與v甲相同，水平向前，故A錯，B對；若乙

6、水平位移為父=2m時，則丫乙=乂't=2m/s,即乙塊彈片爆炸前后速度不變，由動量守恒定律知，甲塊彈片速度也不會變化，不合題意，故CD均錯。答案B6.（2018?河北唐山月考）如圖4所示，動量分別為pA=12kg?m/s、pB=13kg?m/s的兩個小球A、B在光滑的水平面上沿一直線向右運(yùn)動，經(jīng)過一段時間后兩球發(fā)生正碰，分別用ApA、ApB表示兩小球動量的變化量。則下列選項(xiàng)中可能正確的是（）圖4A.pA=3kg?m/s、pB=3kg?m/sB.pA=2kg?m/s、pB=2kg?m/sC.pA=24kg?m/s、pB=24kg?m/sD.pA=3kg?m/s、pB=3kg?m/s解析本

7、題的碰撞問題要遵循三個規(guī)律：動量守恒定律，碰后系統(tǒng)的機(jī)械能不增加和碰撞過程要符合實(shí)際情況。本題屬于追及碰撞，碰前，后面運(yùn)動物體的速度一定要大于前面運(yùn)動物體的速度（否則無法實(shí)現(xiàn)碰撞），碰后、前面物體的動量增大，后面物體的動量減小，減小量等于增大量，所以ApA<0,ApB>0,并且ApA=ApB,據(jù)此可排除選項(xiàng)D;若pA=24kg?m/s、pB=24kg?m/s,碰后兩球的動量分別為pA=12kg?m/s、pB'=37kg?m/s,根據(jù)關(guān)系式Ek=p22m可知，A球的質(zhì)量和動量大小不變，動能不變，而B球的質(zhì)量不變，但動量增大，所以B球的動能增大，這樣系統(tǒng)的機(jī)械能比碰前增大了，選

8、項(xiàng)C可以排除；經(jīng)檢驗(yàn)，選項(xiàng)A、B滿足碰撞遵循的三個原則。答案AB7.A、B兩球沿同一條直線運(yùn)動，如圖5所示的xt圖象記錄了它們碰撞前后的運(yùn)動情況，其中a、b分別為AB碰撞前的x-t圖象。c為碰撞后它們的x-t圖象。若A球質(zhì)量為1kg,則B球質(zhì)量及碰后它們的速度大小為()圖5A.2kgB.23kgC.4m/sD.1m/s解析由圖象可知碰撞前二者都做勻速直線運(yùn)動，va=4102m/s=3m/s,vb=402m/s=2m/s,碰撞后二者連在一起做勻速直線運(yùn)動，vc=2442m/s=1m/s。碰撞過程中動量守恒，即mAva+mBvb=(mA+mB)vc可解得mB=23kg由以上可知選項(xiàng)B、D正確。答案

9、BD8.質(zhì)量為m的小球A,沿光滑水平面以速度v0與質(zhì)量為2m的靜止小球B發(fā)生正碰。碰撞后，A球的動能變?yōu)樵瓉淼?9,那么小球B的速度可能是()A.13v0B.23v0C.49v0D.59v0解析要注意的是，兩球的碰撞不一定是彈性碰撞，A球碰后動能變?yōu)樵瓉淼?9,則其速度大小僅為原來的13。兩球在光滑水平面上正碰，碰后A球的運(yùn)動有兩種可能，繼續(xù)沿原方向運(yùn)動或被反彈。當(dāng)以A球原來的速度方向?yàn)檎较驎r，則vA'=±13v0,根據(jù)兩球碰撞前、后的總動量守恒，有mv計(jì)0=mx13V0+2mvB,mv0+0=mx(13v0)+2mvF。解得vB'=13v0,vB=23v0。答案A

10、B二、非選擇題9.如圖6所示，質(zhì)量為0.01kg的子彈以200m/s的速度從正下方擊穿一個質(zhì)量為0.2kg的木球，子彈擊穿木球后，木球升起2.5m高，求擊穿木球后，子彈還能上升多高。(不計(jì)空氣阻力，取g=9.8m/s2)圖6解析在子彈擊中并穿過木球的極短時間內(nèi)，它們之間的相互作用力遠(yuǎn)大于重力，可以認(rèn)為子彈和木球在這短暫時間內(nèi)動量守恒。設(shè)子彈穿過木球后子彈和木球的速度分別為v1和v2,有m1v0=m1v1+m2V2D又v22=2gHD得v1=m1v0-m22gHm仁0.01X2000.2X2X9.8X2.50.01m/s=60m/s則子彈上升的高度h=v212g=6022X9.8m=184m答案

11、184m10.如圖7所示，小車的質(zhì)量M=2.0kg,帶有光滑的圓弧軌道AB和粗糙的水平軌道BC一小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))質(zhì)量為m=0.5kg,與軌道BC間的動摩擦因數(shù)以=0.10,BC部分的長度L=0.80m,重力加速度g取10m/s2。圖7(1)若小車固定在水平面上，將小物塊從AB軌道的D點(diǎn)靜止釋放，小物塊恰好可運(yùn)動到C點(diǎn)。試求D點(diǎn)與BC軌道的高度差；(2)若將小車置于光滑水平面上，小物塊仍從AB軌道的D點(diǎn)靜止釋放，試求小物塊滑到BC中點(diǎn)時的速度大小。解析(1)設(shè)D點(diǎn)與BCa道的高度差為h,根據(jù)動能定理有mgh=umgL解得：h=8.0x10-2m(2)設(shè)小物塊滑到BC中點(diǎn)時小物塊的速度為v1,

12、小車的速度為v2,對系統(tǒng)，水平方向動量守恒有：mv1Mv2=0;根據(jù)功能關(guān)系有：1mgL2=mgh-(12mv21+12Mv22);由以上各式，解得:v1=0.80m/s。答案(1)8.0X10-2m(2)0.80m/s11.質(zhì)量分別為mA=mmB=3m的AB兩物體如圖8所示放置，其中A緊靠墻壁，AB由質(zhì)量不計(jì)的輕彈簧相連。現(xiàn)對B物體緩慢施加一個向左的推力，該力做功W使A、B之間彈簧被壓縮且系統(tǒng)靜止，之后突然撤去向左的推力解除壓縮。不計(jì)一切摩擦。圖8(1)從解除壓縮到A運(yùn)動，墻對A的沖量的大小為多少？(2)A、B都運(yùn)動后，A、B的最小速度各為多大？解析(1)壓縮彈簧時，推力做功全部轉(zhuǎn)化為彈簧的

13、彈性勢能，撤去推力后，B在彈力的作用下做加速運(yùn)動。在彈簧恢復(fù)原長的過程中，系統(tǒng)機(jī)械能守恒。設(shè)彈簧恢復(fù)原長時，B的速度為vBQ有W=32mv2BO此過程中墻給A的沖量即為系統(tǒng)動量的變化量，有I=3mvBOW彳#I=6mW(2)當(dāng)彈簧恢復(fù)原長時，A的速度為最小值vAO有vAO=0A離開墻后，在彈簧的作用下速度逐漸增大，B的速度逐漸減小，當(dāng)彈簧再次恢復(fù)原長時，A達(dá)到最大速度vA,B的速度減小到最小值vB。在此過程中，系統(tǒng)動量守恒、機(jī)械能守恒，有3mvBO=mvA3mvBW=12mv2AH32mv2B解得vB=W6m答案(1)6mW(2)0W6m12.如圖9所示，光滑水平直軌道上兩滑塊AB用橡皮筋連接，A的質(zhì)量為m開始時橡皮筋松弛，B靜止，給A向左的初速度v0。一段時間后，B與A同向運(yùn)動發(fā)生碰撞并粘在一起。碰撞后的共同速度是碰撞前瞬間A的速度的兩倍，也是碰撞前瞬間B的速度的一半。求：圖9(1)B的質(zhì)量；(2)碰撞過程中AB系統(tǒng)機(jī)械能的損失。解析(1)以初速度v