优化方案高考物理大一轮复习 第十三章 第一节 动量守恒定律及其应用（实验 验证动量守恒定律）教学讲义.doc

第十三章 第一节 动量守恒定律及其应用（实验 验证动量守恒定律） 考纲展示1动量、动量定理、动量守恒定律及其应用2弹性碰撞和非弹性碰撞 3光电效应 4爱因斯坦光电效应方程 5氢原子光谱 6氢原子的能级结构、能级公式 7原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期 8放射性同位素 9核力、核反应方程 10结合能、质量亏损 11裂变反应和聚变反应、裂变反应堆 12射线的危害与防护 实验：验证动量守恒定律说明：碰撞与动量守恒只限于一维 热点视角1动量守恒定律的应用是本部分的重点和难点，也是高考的热点，动量和动量的变化量这两个概念常穿插在动量守恒定律的应用中考查2动量守恒定律结合能量守恒定律来解决碰撞、打击、反冲等问题，以及动量守恒定律与圆周运动、核反应的结合已成为近几年高考命题的热点3波粒二象性部分的重点内容是光电效应现象、实验规律和光电效应方程，光的波粒二象性和德布罗意波是理解的难点4核式结构、玻尔理论、能级公式、原子跃迁条件在选做题部分出现的几率将会增加，可能单独命题，也可能与其他知识结合出题5半衰期、质能方程的应用、计算和核反应方程的书写是高考的热点问题，试题一般以基础知识为主，较简单第一节动量守恒定律及其应用(实验：验证动量守恒定律)一、动量动量定理1冲量(1)定义：力和力的作用时间的乘积(2)公式：ift，适用于求恒力的冲量(3)方向：与力f的方向相同2动量(1)定义：物体的质量与速度的乘积(2)公式：pmv.(3)单位：千克米/秒，符号：kgm/s.(4)意义：动量是描述物体运动状态的物理量，是矢量，其方向与速度的方向相同3动量定理(1)内容：物体所受合力的冲量等于物体动量的增量(2)表达式：ftppp.(3)矢量性：动量变化量方向与合力的方向相同，可以在某一方向上用动量定理4动量、动能、动量的变化量的关系(1)动量的变化量：ppp.(2)动能和动量的关系：ek.1.下列说法正确的是()a速度大的物体，它的动量一定也大b动量大的物体，它的速度一定也大c只要物体的运动速度大小不变，物体的动量也保持不变d物体的动量变化越大则该物体的速度变化一定越大答案：d二、动量守恒定律1守恒条件(1)理想守恒：系统不受外力或所受外力的合力为零，则系统动量守恒(2)近似守恒：系统受到的合力不为零，但当内力远大于外力时，系统的动量可近似看成守恒(3)分方向守恒：系统在某个方向上所受合力为零时，系统在该方向上动量守恒2动量守恒定律的表达式：m1v1m2v2m1v1m2v2或p1p2.2.(2014高考浙江自选模块)如图所示，甲木块的质量为m1，以v的速度沿光滑水平地面向前运动，正前方有一静止的、质量为m2的乙木块，乙上连有一轻质弹簧甲木块与弹簧接触后()a甲木块的动量守恒b乙木块的动量守恒c甲、乙两木块所组成系统的动量守恒d甲、乙两木块所组成系统的动能守恒答案：c三、碰撞1碰撞物体间的相互作用持续时间很短，而物体间相互作用力很大的现象2特点在碰撞现象中，一般都满足内力远大于外力，可认为相互碰撞的系统动量守恒3分类动量是否守恒机械能是否守恒弹性碰撞守恒守恒非完全弹性碰撞守恒有损失完全非弹性碰撞守恒损失最大3.a球的质量是m，b球的质量是2m，它们在光滑的水平面上以相同的动量运动，b在前，a在后，发生正碰后，a球仍朝原方向运动，但其速率是原来的一半，碰后两球的速率比vavb为()a. b.c2 d.答案：d考点一动量定理的理解及应用 1动量定理不仅适用于恒定的力，也适用于随时间变化的力这种情况下，动量定理中的力f应理解为变力在作用时间内的平均值2动量定理的表达式ftp是矢量式，运用它分析问题时要特别注意冲量、动量及动量变化量的方向，公式中的f是物体或系统所受的合力3应用动量定理解释的两类物理现象 (1)当物体的动量变化量一定时，力的作用时间t越短，力f就越大，力的作用时间t越长，力f就越小，如玻璃杯掉在水泥地上易碎，而掉在沙地上不易碎(2)当作用力f一定时，力的作用时间t越长，动量变化量p越大，力的作用时间t越短，动量变化量p越小在水平力f30 n的作用下，质量m5 kg的物体由静止开始沿水平面运动已知物体与水平面间的动摩擦因数0.2，若f作用6 s后撤去，撤去f后物体还能向前运动多长时间才停止？(g取10 m/s2)解析法一：用动量定理解，分段处理选物体为研究对象，对于撤去f前物体做匀加速运动的过程，受力情况如图甲所示，始态速度为零，终态速度为v，取水平力f的方向为正方向，根据动量定理有(fmg)t1mv0.对于撤去f后，物体做匀减速运动的过程，受力情况如图乙所示，始态速度为v，终态速度为零根据动量定理有mgt20mv.以上两式联立解得t2t16 s12 s.法二：用动量定理解，研究全过程选物体作为研究对象，研究整个运动过程，这个过程的始、终状态的物体速度都等于零取水平力f的方向为正方向，根据动量定理得(fmg)t1(mg)t20解得t2t16 s12 s.答案12 s规律方法应用动量定理解题的一般步骤(1)明确研究对象和研究过程研究过程既可以是全过程，也可以是全过程中的某一阶段(2)进行受力分析只分析研究对象以外的物体施加给研究对象的力，不必分析内力(3)规定正方向(4)写出研究对象的初、末动量和合外力的冲量(或各外力在各个阶段的冲量的矢量和)，根据动量定理列方程求解1.我国女子短道速滑队在世锦赛上实现了女子3 000 m接力三连冠观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则()a甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量b甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反c甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量d甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功解析：选b.乙推甲的过程中，他们之间的作用力大小相等，方向相反，作用时间相等，根据冲量的定义，甲对乙的冲量与乙对甲的冲量大小相等，但方向相反，选项a错误；乙推甲的过程中，遵守动量守恒定律，即p甲p乙，他们的动量变化大小相等，方向相反，选项b正确；在乙推甲的过程中，甲、乙的位移不一定相等，所以甲对乙做的负功与乙对甲做的正功不一定相等，结合动能定理知，选项c、d错误考点二动量守恒定律与碰撞 1动量守恒定律的不同表达形式(1)pp，系统相互作用前的总动量p等于相互作用后的总动量p.(2)m1v1m2v2m1v1m2v2，相互作用的两个物体组成的系统，作用前的动量和等于作用后的动量和(3)p1p2，相互作用的两个物体动量的增量等大反向(4)p0，系统总动量的增量为零2碰撞遵守的规律(1)动量守恒，即p1p2p1p2.(2)动能不增加，即ek1ek2ek1ek2或.(3)速度要合理碰前两物体同向，则v后v前；碰后，原来在前的物体速度一定增大，且v前v后两物体相向运动，碰后两物体的运动方向不可能都不改变3两种碰撞特例(1)弹性碰撞两球发生弹性碰撞时应满足动量守恒和机械能守恒以质量为m1、速度为v1的小球与质量为m2的静止小球发生正面弹性碰撞为例，则有m1v1m1v1m2v2m1vm1vm2v由得v1v2结论：当m1m2时，v10，v2v1，两球碰撞后交换了速度当m1m2时，v10，v20，碰撞后两球都向前运动当m1m2时，v10，碰撞后质量小的球被反弹回来(2)完全非弹性碰撞两物体发生完全非弹性碰撞后，速度相同，动能损失最大，但仍遵守动量守恒定律(2014高考新课标全国卷)如图，质量分别为ma、mb的两个弹性小球a、b静止在地面上方，b球距地面的高度h0.8 m，a球在b球的正上方先将b球释放，经过一段时间后再将a球释放当a球下落t0.3 s时，刚好与b球在地面上方的p点处相碰碰撞时间极短，碰后瞬间a球的速度恰好为零已知mb3ma，重力加速度大小g10 m/s2，忽略空气阻力及碰撞中的动能损失求：(1)b球第一次到达地面时的速度；(2)p点距离地面的高度审题点睛由于两球碰撞时间极短，并且没有能量损失，所以在碰撞过程中动量守恒，碰撞前后总动能相等，分别列方程求解解析(1)设b球第一次到达地面时的速度大小为vb，由运动学公式有vb 将h0.8 m代入上式，得vb4 m/s. (2)设两球相碰前后，a球的速度大小分别为v1和v1(v10)，b球的速度分别为v2和v2.由运动学规律可得v1gt 由于碰撞时间极短，重力的作用可以忽略，两球相撞前后的动量守恒，总动能保持不变规定向下的方向为正，有mav1mbv2mbv2 mavmbvmbv 设b球与地面相碰后的速度大小为vb，由运动学及碰撞的规律可得vbvb 设p点距地面的高度为h，由运动学规律可得h 联立式，并代入已知条件可得h0.75 m.答案(1)4 m/s(2)0.75 m规律总结应用动量守恒定律解题的步骤(1)明确研究对象，确定系统的组成(系统包括哪几个物体及研究的过程)；(2)进行受力分析，判断系统动量是否守恒(或某一方向上动量是否守恒)；(3)规定正方向，确定初、末状态动量；(4)由动量守恒定律列出方程；(5)代入数据，求出结果，必要时讨论说明2.两球a、b在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，ma1 kg，mb2 kg，va6 m/s，vb2 m/s. 当a追上b并发生碰撞后，两球a、b速度的可能值是()ava5 m/s，vb2.5 m/sbva2 m/s，vb4 m/scva4 m/s，vb7 m/sdva7 m/s，vb1.5 m/s解析：选b.虽然题中四个选项均满足动量守恒定律，但a、d两项中，碰后a的速度va大于b的速度vb，必然要发生第二次碰撞，不符合实际；c项中，两球碰后的总动能ekmavmbv57 j，大于碰前的总动能ek22 j，违背了能量守恒定律；而b项既符合实际情况，也不违背能量守恒定律，故b项正确考点三爆炸和反冲人船模型 1爆炸的特点(1)动量守恒：由于爆炸是在极短的时间内完成的，爆炸时物体间的相互作用力远远大于受到的外力，所以在爆炸过程中，系统的总动量守恒(2)动能增加：在爆炸过程中，由于有其他形式的能量(如化学能)转化为动能，所以爆炸后系统的总动能增加(3)位移不变：爆炸的时间极短，因而作用过程中物体运动的位移很小，一般可忽略不计，可以认为爆炸后仍然从爆炸时的位置以新的动量开始运动2反冲(1)现象：物体的不同部分在内力的作用下向相反方向运动(2)特点：一般情况下，物体间的相互作用力(内力)较大，因此系统动量往往有以下几种情况：动量守恒；动量近似守恒；某一方向动量守恒反冲运动中机械能往往不守恒注意：反冲运动中平均动量守恒(3)实例：喷气式飞机、火箭、人船模型等3人船模型若人船系统在全过程中动量守恒，则这一系统在全过程中的平均动量也守恒如果系统由两个物体组成，且相互作用前均静止，相互作用后均发生运动，则由m11m22得m1x1m2x2.该式的适用条件是：(1)系统的总动量守恒或某一方向上的动量守恒(2)构成系统的两物体原来静止，因相互作用而反向运动(3)x1、x2均为沿动量方向相对于同一参考系的位移如图所示，一辆质量为m3 kg的小车a静止在光滑的水平面上，小车上有一质量为m1 kg的光滑小球b，将一轻质弹簧压缩并锁定，此时弹簧的弹性势能为ep6 j，小球与小车右壁距离为l，解除锁定，小球脱离弹簧后与小车右壁的油灰阻挡层碰撞并被粘住，求：(1)小球脱离弹簧时小球和小车各自的速度大小；(2)在整个过程中，小车移动的距离解析(1)设小球脱离弹簧时小球和小车各自的速度大小分别为v1、v2，则mv1mv20mvmvep解得：v13 m/s，v21 m/s.(2)设小车移动x2距离，小球移动x1距离mmx1x2l解得：x2.答案(1)3 m/s1 m/s(2)3.(2014高考重庆卷)一弹丸在飞行到距离地面5 m高时仅有水平速度v2 m/s，爆炸成为甲、乙两块水平飞出，甲、乙的质量比为31，不计质量损失，取重力加速度g10 m/s2.则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是()解析：选b.弹丸爆炸瞬间爆炸力远大于外力，故爆炸瞬间动量守恒因两弹片均水平飞出，飞行时间t1 s，取向右为正，由水平速度v知，选项a中，v甲2.5 m/s，v乙0.5 m/s；选项b中，v甲2.5 m/s，v乙0.5 m/s；选项c中，v甲1 m/s，v乙2 m/s；选项d中，v甲1 m/s，v乙2 m/s.因爆炸瞬间动量守恒，故mvm甲v甲m乙v乙，其中m甲m，m乙m，v2 m/s，代入数值计算知选项b正确考点四动量与能量观点的综合应用 1若研究对象为一个系统，应优先考虑应用动量守恒定律和能量守恒定律(机械能守恒定律)2若研究对象为单一物体，且涉及功和位移问题时，应优先考虑动能定理3因为动量守恒定律、能量守恒定律(机械能守恒定律)、动能定理都只考查一个物理过程的始末两个状态有关物理量间的关系，对过程的细节不予细究，这正是它们的方便之处特别对于变力做功问题，就更显示出它们的优越性(2013高考新课标全国卷)如图，光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块a、b、c.b的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计)设a以速度v0朝b运动，压缩弹簧；当a、 b速度相等时，b与c恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动假设b和c碰撞过程时间极短，求从a开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中，(1)整个系统损失的机械能；(2)弹簧被压缩到最短时的弹性势能审题点睛a、b碰撞时动量守恒、能量也守恒，而b、c相碰粘接在一块时，动量守恒系统产生的内能则为机械能的损失当a、b、c速度相等时，弹性势能最大解析(1)从a压缩弹簧到a与b具有相同速度v1时，对a、b与弹簧组成的系统，由动量守恒定律得mv02mv1此时b与c发生完全非弹性碰撞，设碰撞后的瞬时速度为v2，损失的机械能为e.对b、c组成的系统，由动量守恒定律和能量守恒定律得mv12mv2mve(2m)v联立式得emv.(2)由式可知v2v乙，而甲物体与乙物体不相碰的临界条件是v甲v乙3涉及弹簧的临界问题对于由弹簧组成的系统，在物体间发生相互作用的过程中，当弹簧被压缩到最短时，弹簧两端的两个物体的速度相等4涉及最大高度的临界问题在物体滑上斜面(斜面放在光滑水平面上)的过程中，由于弹力的作用，斜面在水平方向将做加速运动物体滑到斜面上最高点的临界条件是物体与斜面沿水平方向具有共同的速度，物体在竖直方向的分速度等于零(7分)(2013高考山东卷)如图所示，光滑水平轨道上放置长板a(上表面粗糙)和滑块c，滑块b置于a的左端，三者质量分别为ma2 kg、mb1 kg、mc2 kg.开始时c静止，a、b一起以v05 m/s的速度匀速向右运动，a与c发生碰撞(时间极短)后c向右运动，经过一段时间，a、b再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与c发生碰撞求a与c碰撞后瞬间a的速度大小审题点睛(1)a、c发生相碰，b与a的相互作用可忽略，a、c系统动量守恒；(2)碰后a、b相互作用达到共同速度，a、b系统动量守恒；(3)a、c碰后，a恰好不再与c相碰，则a、b的共同速度与c碰后速度相等该得的分一分不丢！因碰撞时间极短，a与c碰撞过程动量守恒，设碰后瞬间a的速度为va，c的速度为vc，以向右为正方向，由动量守恒定律得mav0mavamcvc(2分)a与b在摩擦力作用下达到共同速度，设共同速度为vab，由动量守恒定律得mavambv0(mamb)vab(2分)a与b达到共同速度后恰好不再与c碰撞，应满足vabvc(1分)联立式，代入数据得va2 m/s.(2分)答案2 m/s总结提升正确把握以下两点是求解动量守恒定律中的临界问题的关键：(1)寻找临界状态看题设情景中是否有相互作用的两物体相距最近，避免相碰和物体开始反向运动等临界状态(2)挖掘临界条件在与动量相关的临界问题中，临界条件常常表现为两物体的相对速度关系与相对位移关系，即速度相等或位移相等1(2015苏北四市调研)a、b两球之间压缩一根轻弹簧，静置于光滑水平桌面上，已知a、b两球质量分别为2m和m.当用板挡住a球而只释放b球时，b球被弹出落于距桌边距离为x的水平地面上，如图所示若用同样的程度压缩弹簧，取走a左边的挡板，将a、b同时释放，则b球的落地点距离桌边距离为 ()a.b.xcx d.x解析：选d.当用板挡住小球a而只释放b球时，根据能量守恒有：epmv，根据平抛运动规律有：xv0t.当用同样的程度压缩弹簧，取走a左边的挡板，将a、b同时释放，设a、b的速度分别为va和vb，则根据动量守恒和能量守恒有：2mvamvb0，ep2mvmv，解得vbv0，b球的落地点距桌边距离为xvbtx，d选项正确2(2015湖北孝感模拟)如图所示，质量为m的滑槽内有半径为r的半圆轨道，将滑槽放在水平面上，左端紧靠墙壁一质量为m的物体从半圆轨道的顶端a点无初速度释放，b点为半圆轨道的最低点，c点为半圆轨道另一侧与a等高的点不计一切摩擦，下列说法正确的是()am从a点运动到b点过程中，m与m系统的机械能守恒、水平动量守恒bm从a点释放后运动的全过程中，m的机械能守恒cm释放后能够到达c点d当m首次从右向左到达最低点b时，m的速度达到最大解析：选d.m首次下滑过程，墙对系统有向右的弹力，因此系统水平动量不守恒；系统没有摩擦和介质阻力，因此m释放后运动的全过程系统机械能始终守恒，但m的机械能比初状态增加了，因此m的机械能不守恒；m第一次到最低点后，m离开墙，系统水平动量守恒，当m和m共速时，系统具有动能，因此m的势能必小于mgr；m第一次在圆轨道右半侧上滑行过程对m的弹力始终向右下方，有水平向右的分力，因此m始终加速，m从右向左通过最低点b后，m开始减速，故选项d正确3(2015陕西西工大附中模拟)如图所示，光滑水平面上有两辆车，甲车上面有发射装置，甲车连同发射装置质量m11 kg，车上另有一个质量为m0.2 kg的小球甲车静止在平面上，乙车以v08 m/s的速度向甲车运动，乙车上有接收装置，总质量m22 kg，问：甲车至少以多大的水平速度将小球发射到乙车上(球很快与乙车达到相对静止)，两车才不会相撞？解析：要使两车不相撞，则两车速度相等，以三者为系统，由动量守恒定律：0m2v0(m1mm2)v共，得v共5 m/s以球与乙车为系统，由动量守恒定律：m2v0mv(mm2)v共，得v25 m/s.答案：25 m/s4如图所示，一铁块压着一纸条放在水平桌面上，当以速度v抽出纸条后，铁块掉在地上的p点若以2v速度抽出纸条，则铁块落地点为()a仍在p点b在p点左边c在p点右边不远处d在p点右边原水平位移的两倍处解析：选b.纸条抽出的过程，铁块所受的滑动摩擦力一定，以v的速度抽出纸条，铁块所受滑动摩擦力的作用时间较长，由ifftmv0得铁块获得速度较大，平抛运动的水平位移较大，以2v的速度抽出纸条的过程， 铁块受滑动摩擦力作用时间较短，铁块获得速度较小，平抛运动的位移较小，故b选项正确5.如图，质量为m的小船在静止水面上以速率v0向右匀速行驶，一质量为m的救生员站在船尾，相对小船静止若救生员以相对水面速率v水平向左跃入水中，则救生员跃出后小船的速率为()av0vbv0vcv0(v0v) dv0(v0v)解析：选c.取向右为正方向，由动量守恒有(mm)v0mvmv，解之有vv0(v0v)，故c正确6如图所示，一质量为m的木板静止在光滑的水平面上，一质量为m的滑块以初速度v0滑到木板上，滑块在木板上滑行的距离为d，木板向前移动s后以速度v与滑块一起匀速运动，此过程中转化为内能的能量为()a.m(vv0v)bmv0(v0v)c. d.vd解析：选ac.因mv0(mm)v，qmv(mm)v2mvvmvv(vv0v)，选项a正确；根据动能定理fsmv2，再根据能量守恒fdq，两式相除得q，选项c正确一、选择题1从同样高度落下的玻璃杯，掉在水泥地上容易打碎，而掉在草地上不容易打碎，其原因是()a掉在水泥地上的玻璃杯动量小，而掉在草地上的玻璃杯动量大b掉在水泥地上的玻璃杯动量改变小，掉在草地上的玻璃杯动量改变大c掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大，掉在草地上的玻璃杯动量改变小d掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时作用力大，而掉在草地上的玻璃杯与地面接触时作用力小解析：选d.玻璃杯从同样高度落下，到达地面时具有相同的速度，即具有相同的动量，与地面相互作用后都静止所以两种地面的情况中玻璃杯动量的改变量相同，故a、b、c错误；落在水泥地上时，作用时间短，故作用力大，落在草地上时，作用时间长，故作用力小，故d正确2.一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块a并留在其中，a、b用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，如图所示则在子弹打击木块a及弹簧被压缩的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统()a动量守恒，机械能守恒b动量不守恒，机械能守恒c动量守恒，机械能不守恒d无法判定动量、机械能是否守恒解析：选c.动量守恒的条件是系统不受外力或所受外力之和为零，本题中子弹、木块、弹簧组成的系统，水平方向上不受外力，竖直方向上受合外力之和为零，所以动量守恒机械能守恒的条件是系统除重力、弹力做功外，其他力对系统不做功，本题中子弹穿入木块瞬间有部分机械能转化为内能(发热)，所以系统的机械能不守恒故c选项正确a、b、d错误3(2015泉州检测)有一个质量为3m的爆竹斜向上抛出，到达最高点时速度大小为v0、方向水平向东，在最高点爆炸成质量不等的两块，其中一块质量为2m，速度大小为v，方向水平向东，则另一块的速度是()a3v0vb2v03vc3v02v d2v0v解析：选c.在最高点水平方向动量守恒，由动量守恒定律可知，3mv02mvmv，可得另一块的速度为v3v02v，对比各选项可知，答案选c.4(2014高考福建卷)一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离已知前部分的卫星质量为m1，后部分的箭体质量为m2，分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率v1为()av0v2 bv0v2cv0v2 dv0(v0v2)解析：选d.对火箭和卫星由动量守恒定律得(m1m2)v0m2v2m1v1解得v1v0(v0v2)故选d.5(2015北京西城区模拟)1966年，在地球的上空完成了用动力学方法测质量的实验实验时，用“双子星号”宇宙飞船去接触正在轨道上运行的火箭组(后者的发动机已熄火)，接触以后，开动“双子星号”飞船的推进器，使飞船和火箭组共同加速推进器的平均推力f895 n，推进器开动时间t7 s测出飞船和火箭组的速度变化v0.91 m/s.已知“双子星号”飞船的质量m13 400 kg.由以上实验数据可测出火箭组的质量m2为()a3 400 kg b3 485 kgc6 265 kg d6 885 kg解析：选b.根据动量定理得ft(m1m2)v，代入数据解得m23 485 kg，b选项正确6(2015合肥质检)一质量为2 kg的物体受水平拉力f作用，在粗糙水平面上做加速直线运动时的at图象如图所示，t0时其速度大小为2 m/s，滑动摩擦力大小恒为2 n，则()a在t6 s的时刻，物体的速度为18 m/sb在06 s时间内，合力对物体做的功为400 jc在06 s时间内，拉力对物体的冲量为36 nsd在t6 s的时刻，拉力f的功率为200 w解析：选d.类比速度时间图象中位移的表示方法可知，速度变化量在加速度时间图象中由图线与坐标轴所围面积表示，在06 s内v18 m/s，v02 m/s，则t6 s时的速度v20 m/s，a项错；由动能定理可知，06 s内，合力做的功为wmv2mv396 j，b项错；由动量定理可知，iffftmvmv0，代入已知条件解得if48 ns，c项错；由牛顿第二定律可知，6 s末fffma，解得f10 n，所以拉力的功率pfv200 w，d项正确7如图是“牛顿摆”装置，5个完全相同的小钢球用轻绳悬挂在水平支架上，5根轻绳互相平行，5个钢球彼此紧密排列，球心等高用1、2、3、4、5分别标记5个小钢球关于此实验，若不计空气阻力和碰撞中的能量损失，则下列说法中正确的是()a当把小球1向左拉起一定高度，如图甲所示，然后由静止释放，在极短时间内经过小球间的相互碰撞，可观察到球5向右摆起，且达到的最大高度与球1的释放高度相同，如图乙所示b如果同时向左拉起小球1、2、3到相同高度(如图丙所示)，同时由静止释放，经碰撞后，小球4、5一起向右摆起，且上升的最大高度高于小球1、2、3的释放高度c如果同时向左拉起小球1、2、3到相同高度(如图丙所示)，同时由静止释放，经碰撞后，小球3、4、5一起向右摆起，且上升的最大高度与小球1、2、3的释放高度相同d上述整个实验过程中，5个小球组成的系统机械能守恒，动量守恒e上述整个实验过程中，5个小球组成的系统机械能守恒，动量不守恒解析：选ace.由于相邻两球依次发生弹性碰撞，故选项a、c对，b错；虽然在碰撞过程中，5个小球组成系统的机械能、动量均守恒，但在上述整个实验过程中(包括下摆和上摆)，系统机械能守恒，动量不守恒，故选项d错，e对8.质量为m、内壁间距为l的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为m的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为.初始时小物块停在箱子的正中间，如图所示现给小物块一水平向右的初速度v，小物块与箱壁碰撞n次后恰又回到箱子正中间，并与箱子保持相对静止设碰撞都是弹性的，在整个过程中，系统损失的动能为()a.mv2 b.v2c.nmgl dnmgl解析：选bd.由于水平面光滑，箱子和小物块组成的系统动量守恒，二者经多次碰撞后，保持相对静止，易判断两物体最终速度相等设为u，由动量守恒定律得mv(mm)u，系统损失的动能为mv2(mm)u2v2，b正确；系统损失的动能等于克服摩擦力做的功，即ekwfnmgl，d正确二、非选择题9(2013高考江苏卷)如图所示，进行太空行走的宇航员a和b的质量分别为80 kg和100 kg，他们携手远离空间站，相对空间站的速度为0.1 m/s.a将b向空间站方向轻推后，a的速度变为0.2 m/s，求此时b的速度大小和方向解析：根据动量守恒定律，(mamb)v0mavambvb，代入数值解得vb0.02 m/s，离开空间站方向答案：0.02 m/s离开空间站方向10(2014高考天津卷)如图所示，水平地面上静止放置一辆小车a，质量ma4 kg，上表面光滑，小车与地面间的摩擦力极小，可以忽略不计可视为质点的物块b置于a的最右端，b的质量mb2 kg.现对a施加一个水平向右的恒力f10 n，a运动一段时间后，小车左端固定的挡板与b发生碰撞，碰撞时间极短，碰后a、b粘合在一起，共同在f的作用下继续运动，碰撞后经时间t0.6 s，二者的速度达到vt2 m/s.求：(1)a开始运动时加速度a的大小；(2)a、b碰撞后瞬间的共同速度v的大小；(3)a的上表面长度l.解析：(1)以a为研究对象，由牛顿第二定律有fmaa代入数据解得a2.5 m/s2.(2)对a、b碰撞后共同运动t0.6 s的过程，由动量定理得ft(mamb)vt(mamb)v代入数据解得v1 m/s.(3)设a、b发生碰