高考物理总复习碰撞与动量守恒时动量定理动量守恒定律课时训练教科版20180723327

1、第1课时动量定理动量守恒定律1.(2019·内蒙古包头质检)(多选)下面的说法中正确的是(ABD)A.物体运动的方向就是它的动量的方向B.如果物体的速度发生变化,则物体受到的合力的冲量一定不为零C.如果合力对物体的冲量不为零,则合力一定使物体的动能增加D.作用在物体上的合力的冲量不一定能改变物体速度的大小解析:物体的动量方向即是物体运动的速度方向,选项A正确;根据动量定理得,如果物体的速度发生变化,即动量发生变化,则合力的冲量一定不为零,选项B正确;动量定理说明合力的冲量改变的是物体的动量,动量是一个矢量,可以是大小不变只是方向改变,所以动能可以不变,选项C错误,D正确.2.(201

2、9·山西太原质检)水平推力F1和F2分别作用于水平面上等质量的a,b两物体上,作用一段时间后撤去推力,物体将继续运动一段时间后停下,a,b两物体的vt图像分别如图中OAB,OCD所示,图中 ABCD,则(C)A.F1的冲量大于F2的冲量B.F1的冲量等于F2的冲量C.两物体受到的摩擦力大小相等D.两物体受到的摩擦力大小不等解析:由题图,AB与CD平行,说明推力撤去后两物体的加速度相同,而撤去推力后物体的合力等于摩擦力,根据牛顿第二定律可知,两物体受到的摩擦力大小相等.根据动量定理,对整个过程研究得F1t1-ftOB=0,F2t2-ftOD=0,由题图看出tOB<tOD,则有F1

3、t1<F2t2,即F1的冲量小于F2的冲量,只有选项C正确.3.(2019·上海浦东模拟)如图所示,光滑的水平地面上放着一个光滑的凹槽,槽两端固定有两轻质弹簧,一弹性小球在两弹簧间往复运动,不考虑小球与弹簧碰撞过程中机械能损失,把槽、小球和弹簧视为一个系统,则在运动过程中(B)A.系统的动量守恒,机械能不守恒B.系统的动量守恒,机械能守恒C.系统的动量不守恒,机械能守恒D.系统的动量不守恒,机械能不守恒解析:槽、小球和弹簧组成的系统所受合外力等于零,动量守恒;在运动过程中,小球和槽通过弹簧相互作用,但因为只有弹簧的弹力做功,动能和势能相互转化,而总量保持不变,机械能守恒.选项B

4、正确.4.(2019·辽宁大连模拟)(多选)两位同学穿旱冰鞋,面对面站立不动,互推后向相反的方向运动,不计摩擦阻力,下列判断正确的是(BC)A.互推后两同学总动量增加B.互推后两同学动量大小相等,方向相反C.分离时质量大的同学的速度小一些D.互推过程中机械能守恒解析:互推前两同学总动量为零,互推后两同学总动量守恒,仍为零,所以互推后两同学动量大小相等,方向相反,选项A错误,B正确;根据p=mv可知,当动量大小一定时,质量与速度大小成反比,所以分离时质量大的同学的速度小一些,选项C正确;互推过程中两同学间的内力做功,机械能增加,选项D错误.5.滑雪运动是人们酷爱的户外体育活动,现有质量

5、为m的人站立于雪橇上,如图所示.人与雪橇的总质量为M,人与雪橇以速度v1在水平面上由北向南运动(雪橇所受阻力不计).当人相对于雪橇以速度v2竖直跳起时,雪橇向南的速度大小为(D)A.B.C.D.v1解析:根据动量守恒条件可知人与雪橇系统水平方向动量守恒,人跳起后水平方向速度不变,雪橇的速度仍为v1,选项D正确.6.(2019·山东烟台模拟)如图所示,木块A静止于光滑的水平面上,其曲面部分MN光滑,水平部分NP是粗糙的,现有一物体B自M点由静止下滑,设NP足够长,则以下叙述正确的是(C)A.A,B物体最终以不为零的速度共同运动B.A物体先做加速运动,后做减速运动,最终做匀速运动C.物体

6、A,B构成的系统减少的机械能转化为内能D.B物体减少的机械能等于A物体增加的动能解析:因NP足够长,最终物体B一定与A相对静止,由系统动量守恒可知(水平方向),最终A,B一定静止,选项A,B均错误;因NP段有摩擦,系统减少的机械能都转化为内能,所以选项C正确,D错误.7.(多选)如图所示,小车AB放在光滑水平面上,A端固定一个轻弹簧,B端粘有油泥,AB总质量为M,质量为m的木块C放在小车上,用细绳连接于小车的A端并使弹簧压缩,开始时AB和C都静止,当突然烧断细绳时,C被释放,使C离开弹簧向B端冲去,并跟B端油泥粘在一起,忽略一切摩擦,以下说法正确的是(BC)A.弹簧伸长过程中C向右运动,同时A

7、B也向右运动B.C与B碰前,C与AB的速率之比为MmC.C与油泥粘在一起后,AB立即停止运动D.C与油泥粘在一起后,AB继续向右运动解析:小车AB与木块C组成的系统在水平方向上动量守恒,C向右运动时,AB应向左运动,选项A错误;设碰前C的速率为v1,AB的速率为v2,则0=mv1-Mv2,得=,选项B正确,设C与油泥粘在一起后,AB与C的共同速度为v共,则0=(M+m)v共,得v共=0,选项C正确,D错误.8.(2019·江西南昌质检)江西艺人茅荣荣,他以7个半小时内连续颠球5万次成为新的吉尼斯纪录创造者,而这个世界纪录至今无人超越.若足球用头顶起,某一次上升高度为80 cm,足球的

8、质量为400 g,与头顶作用时间t为0.1 s,则足球本次在空中的运动时间和足球给头部的作用力大小为(空气阻力不计,g=10 m/s2)(C)A.t=0.4 s,N=40 NB.t=0.4 s,N=68 NC.t=0.8 s,N=36 ND.t=0.8 s,N=40 N解析:足球自由下落时有h=gt2,解得t=0.4 s,竖直上抛运动的总时间为自由落体的2倍,t总=2t=2×0.4 s=0.8 s;设竖直向上为正方向,由动量定理得(N-mg)t=mv-(-mv),v=gt=10×0.4 m/s=4 m/s,联立解得N=36 N,选项C正确.9.导学号 58826128(20

9、19·河北唐山模拟)(多选)如图所示,质量相等的两个滑块位于光滑水平桌面上.其中,弹簧两端分别与静止的滑块N和挡板P相连接,弹簧与挡板的质量均不计,挡板P没有固定在地面上;滑块M以初速度v0向右运动,它与挡板P碰撞(不粘连)后开始压缩弹簧,最后,滑块N以速度v0向右运动.在此过程中(BD)A.M的速度等于零时,弹簧的弹性势能最大B.M与N具有相同速度时,两滑块动能之和最小C.M的速度为v0时,弹簧的长度最长D.M的速度为v0时,弹簧的长度最短解析:M与P碰撞压缩弹簧时,M做减速运动,N做加速运动,开始时M的速度大于N的速度,当M与N速度相等时,弹簧被压缩到最短,设相等时的速度为v,根

10、据动量守恒定律得mv0=2mv,解得v=v0,选项C错误,D正确,M与P碰撞后两滑块和弹簧组成的系统机械能守恒,当弹性势能最大时,两滑块动能之和最小,所以当M与N速度相等时,弹簧被压缩到最短,弹簧弹性势能最大,此时两滑块动能之和最小,选项A错误,B正确.10.下雨是常见的自然现象,如果雨滴下落为自由落体运动,则雨滴落到地面时,对地表动植物危害十分巨大,实际上,动植物都没有被雨滴砸伤,因为雨滴下落时不仅受重力,还受空气的浮力和阻力,才使得雨滴落地时不会因速度太大而将动植物砸伤.某次下暴雨,质量m=2.5×10-5kg的雨滴,从高h=2 000 m的云层下落(g取10 m/s2)(1)如

11、果不考虑空气浮力和阻力,雨滴做自由落体运动,落到地面经t1=1.0×10-5s速度变为零,因为雨滴和地面作用时间极短,可认为在t1内地面对雨滴的作用力不变且不考虑雨滴的重力,求雨滴对地面的作用力大小;(2)考虑到雨滴同时还受到空气浮力和阻力的作用,设雨滴落到地面的实际速度为8 m/s,落到地面上经时间t2=3.0×10-4s速度变为零,在t2内地面对雨滴的作用力不变且不考虑雨滴的重力,求雨滴对地面的作用力大小.解析:(1)不考虑空气浮力和阻力,雨滴做自由落体运动,雨滴自由落体运动的末速度为v= m/s=200 m/s取竖直向上为正方向,对雨滴和地面作用的过程,运用动量定理得

12、Ft1=0-(-mv)代入数据解得F=500 N根据牛顿第三定律,雨滴对地面的作用力大小为500 N.(2)对雨滴和地面作用的过程,由动量定理得Ft2=0-(-mv)据题v=8 m/s代入数据解得F= N.根据牛顿第三定律,雨滴对地面的作用力大小为 N答案:(1)500 N(2) N11.导学号 58826129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mA=2 kg,m B=1 kg,mC=2 kg.开始时C静止,A,B一起以v0=5 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

13、右运动,且恰好不再与C发生碰撞.求A与C的碰撞后瞬间A的速度大小.解析: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mAv0=mAvA+mCvCA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mAvA+mBv0=(mA+mB)vABA与B达到共同速度后恰好不再与C发生碰撞,应满足vAB=vC联立代入数据得vA=2 m/s.答案:2 m/s12.导学号 58826130(2019·湖北武汉模拟)如图,Q为一个原来静止在光滑水平面上的物体,其DB段为一半径为R的光滑圆弧轨道,AD段为一长度为L=R

14、的粗糙水平轨道,二者相切于D点,D在圆心O的正下方,整个轨道位于同一竖直平面内.物块P的质量为m(可视为质点),P与AD间的动摩擦因数=0.1,物体Q的质量为M=2m,重力加速度为g.(1)若Q固定,P以速度v0从A点滑上水平轨道,冲至C点后返回A点时恰好静止,求v0的大小和P刚越过D点时对Q的压力大小;(2)若Q不固定,P仍以速度v0从A点滑上水平轨道,求P在光滑圆弧轨道上所能达到的最大高度h.解析:(1)P从A到C又返回A的过程中,由动能定理有-mg·2L=0-m将L=R代入解得v0=若P在D点的速度为vD,Q对P的支持力为FD,由动能定理和牛顿运动定律有-mgL=m-mFD-m

15、g=m联立解得FD=1.2mg由牛顿第三定律可知,P对Q的压力大小也为1.2mg.(2)当P,Q具有共同速度v时,P能达到最大高度h,由动量守恒定律有mv0=(m+M)v由功能关系有m=mgL+(m+M)v2+mgh联立解得h=R.答案:(1)1.2mg(2)R13.导学号 58826131(2019·山东烟台模拟)如图所示,光滑水平面上停放一个木箱和小车,木箱的质量为m,小车和人总的质量为M,Mm=41,人以速率v沿水平方向将木箱推出,木箱被挡板以原速反弹回来以后,人接住木箱再以同样大小的速度v第二次推出木箱,木箱又被原速反弹问人最多能推几次木箱?解析:选木箱、人和小车组成的系统为研究对象,取向右为正方向.设第n次推出木箱后人与小车的速度为vn,第n次接住后速度为