2019年高三物理一轮达标训练--动量守恒定律及三类模型问题有解析

1、2019年高三物理一轮达标训练-动量守恒定律及三类模型问题（有解析）2动量守恒定律及其应用一、选择题（15题为单项选择题，68题为多项选择题）1.如图1所示，A、B两物体质量之比mA：mB=3:2,原来静止在平板小车C上。A、B间有一根被压缩的弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后，则下列说法中不正确的是（）图1A.若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B组成的系统动量守恒B.若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、BC组成的系统动量守恒C.若A、B所受的摩擦力大小相等，AB组成的系统动量守恒D.若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成的系统动量守恒解析如果A、B与平板车上表面间的

2、动摩擦因数相同，弹簧释放后A、B分别相对小车向左、向右滑动，它们所受的滑动摩擦力FfA向右，FfB向左，由于mA：mB=3:2,所以FfA:FfB=3:2,则A、B组成的系统所受的外力之和不为零，故其动量不守恒，A错；对ABC组成的系统，AB与C间的摩擦力为内力，该系统所受的外力为竖直方向的重力和支持力，它们的合力为零，故该系统的动量守恒，BD均正确；若AB所受摩擦力大小相等，则AB组成的系统所受外力之和为零，故其动量守恒，C正确。答案A2.（2018?潍坊名校模考）在光滑的水平面上有a、b两球，其质量分别为mamh两千在t0时刻发生正碰，并且在碰撞过程中无机械能损失，两球碰撞前后的速度一时间

3、图象如图2所示，下列关系正确的是（）图2A.ma>mbB.macmbC.ma=mbD.无法判断解析由图象知a球以一初速度向原来静止的b球运动，碰后a球反弹且速度大小小于其初速度大小，根据动量守恒定律，a球的质量小于b球的质量。答案B3.如图3所示，质量为M的盒子放在光滑的水平面上，盒子内表面不光滑，盒内放有一块质量为m的物体，某时刻给物体一个水平向右的初速度v0,那么在物体与盒子前后壁多次往复碰撞后（）图3A.两者的速度均为零B.两者的速度总不会相等C.盒子的最终速度为mv0M方向水平向右D.盒子的最终速度为mv0M+m,方向水平向右解析由于盒子内表面不光滑，在多次碰后物体与盒相对静止，

4、由动量守恒得：mv0=（M+m）v',解得：v'=mv0M+m,故D正确。答案D4.两质量、大小完全相同的正方体木块A、B,靠在一起放在光滑水平面上，一水平射来的子弹先后穿透两木块后飞出，若木块对子弹的阻力恒定不变，子弹射穿两木块的时间相同，则A、B两木块被子弹射穿后的速度之比为（）A.1：1B.1：2C.1：3D.1：3解析因木块对子弹的阻力恒定，且子弹射穿两木块的时间相同，子弹在射穿两木块对木块的冲量相同。射穿A时，两木块获得的速度为v',根据动量定理，有I=2mV0射穿木块B时，B的速度发生改变，而A的速度不变。射穿B后，B的速度为v，根据动量定理，有I=mVmv

5、'联立，2mV=mv-mv得v'v=13。选项C正确。答案C5.一弹丸在飞行到距离地面5m高时仅有水平速度v=2m/s,爆炸成为甲、乙两块水平飞出，甲、乙的质量比为3：1。不计质量损失，取重力加速度g=10m/s2,则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是（）解析由于弹丸爆炸后甲、乙两块均水平飞出，故两块弹片都做平抛运动，由平抛运动规律h=12gt2可知t=2hg=2X510s=1s,若甲水平位移为x=2.5m时，则v甲=乂1=2.5m/s,则由弹丸爆炸前后动量守恒，可得mv0=34mv甲+14mv乙，代入数据解得v乙=0.5m/s,方向与v甲相同，水平向前，故A错，B对；若乙

6、水平位移为父=2m时，则丫乙=乂't=2m/s,即乙块弹片爆炸前后速度不变，由动量守恒定律知，甲块弹片速度也不会变化，不合题意，故CD均错。答案B6.（2018?河北唐山月考）如图4所示，动量分别为pA=12kg?m/s、pB=13kg?m/s的两个小球A、B在光滑的水平面上沿一直线向右运动，经过一段时间后两球发生正碰，分别用ApA、ApB表示两小球动量的变化量。则下列选项中可能正确的是（）图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、题的碰撞问题要遵循三个规律：动量守恒定律，碰后系统的机械能不增加和碰撞过程要符合实际情况。本题属于追及碰撞，碰前，后面运动物体的速度一定要大于前面运动物体的速度（否则无法实现碰撞），碰后、前面物体的动量增大，后面物体的动量减小，减小量等于增大量，所以ApA<0,ApB>0,并且ApA=ApB,据此可排除选项D;若pA=24kg?m/s、pB=24kg?m/s,碰后两球的动量分别为pA=12kg?m/s、pB'=37kg?m/s,根据关系式Ek=p22m可知，A球的质量和动量大小不变，动能不变，而B球的质量不变，但动量增大，所以B球的动能增大，这样系统的机械能比碰前增大了，选

8、项C可以排除；经检验，选项A、B满足碰撞遵循的三个原则。答案AB7.A、B两球沿同一条直线运动，如图5所示的xt图象记录了它们碰撞前后的运动情况，其中a、b分别为AB碰撞前的x-t图象。c为碰撞后它们的x-t图象。若A球质量为1kg,则B球质量及碰后它们的速度大小为()图5A.2kgB.23kgC.4m/sD.1m/s解析由图象可知碰撞前二者都做匀速直线运动，va=4102m/s=3m/s,vb=402m/s=2m/s,碰撞后二者连在一起做匀速直线运动，vc=2442m/s=1m/s。碰撞过程中动量守恒，即mAva+mBvb=(mA+mB)vc可解得mB=23kg由以上可知选项B、D正确。答案

9、BD8.质量为m的小球A,沿光滑水平面以速度v0与质量为2m的静止小球B发生正碰。碰撞后，A球的动能变为原来的19,那么小球B的速度可能是()A.13v0B.23v0C.49v0D.59v0解析要注意的是，两球的碰撞不一定是弹性碰撞，A球碰后动能变为原来的19,则其速度大小仅为原来的13。两球在光滑水平面上正碰，碰后A球的运动有两种可能，继续沿原方向运动或被反弹。当以A球原来的速度方向为正方向时，则vA'=±13v0,根据两球碰撞前、后的总动量守恒，有mv计0=mx13V0+2mvB,mv0+0=mx(13v0)+2mvF。解得vB'=13v0,vB=23v0。答案A

10、B二、非选择题9.如图6所示，质量为0.01kg的子弹以200m/s的速度从正下方击穿一个质量为0.2kg的木球，子弹击穿木球后，木球升起2.5m高，求击穿木球后，子弹还能上升多高。(不计空气阻力，取g=9.8m/s2)图6解析在子弹击中并穿过木球的极短时间内，它们之间的相互作用力远大于重力，可以认为子弹和木球在这短暂时间内动量守恒。设子弹穿过木球后子弹和木球的速度分别为v1和v2,有m1v0=m1v1+m2V2D又v22=2gHD得v1=m1v0-m22gHm仁0.01X2000.2X2X9.8X2.50.01m/s=60m/s则子弹上升的高度h=v212g=6022X9.8m=184m答案

11、184m10.如图7所示，小车的质量M=2.0kg,带有光滑的圆弧轨道AB和粗糙的水平轨道BC一小物块(可视为质点)质量为m=0.5kg,与轨道BC间的动摩擦因数以=0.10,BC部分的长度L=0.80m,重力加速度g取10m/s2。图7(1)若小车固定在水平面上，将小物块从AB轨道的D点静止释放，小物块恰好可运动到C点。试求D点与BC轨道的高度差；(2)若将小车置于光滑水平面上，小物块仍从AB轨道的D点静止释放，试求小物块滑到BC中点时的速度大小。解析(1)设D点与BCa道的高度差为h,根据动能定理有mgh=umgL解得：h=8.0x10-2m(2)设小物块滑到BC中点时小物块的速度为v1,

12、小车的速度为v2,对系统，水平方向动量守恒有：mv1Mv2=0;根据功能关系有：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.质量分别为mA=mmB=3m的AB两物体如图8所示放置，其中A紧靠墙壁，AB由质量不计的轻弹簧相连。现对B物体缓慢施加一个向左的推力，该力做功W使A、B之间弹簧被压缩且系统静止，之后突然撤去向左的推力解除压缩。不计一切摩擦。图8(1)从解除压缩到A运动，墙对A的冲量的大小为多少？(2)A、B都运动后，A、B的最小速度各为多大？解析(1)压缩弹簧时，推力做功全部转化为弹簧的

13、弹性势能，撤去推力后，B在弹力的作用下做加速运动。在弹簧恢复原长的过程中，系统机械能守恒。设弹簧恢复原长时，B的速度为vBQ有W=32mv2BO此过程中墙给A的冲量即为系统动量的变化量，有I=3mvBOW彳#I=6mW(2)当弹簧恢复原长时，A的速度为最小值vAO有vAO=0A离开墙后，在弹簧的作用下速度逐渐增大，B的速度逐渐减小，当弹簧再次恢复原长时，A达到最大速度vA,B的速度减小到最小值vB。在此过程中，系统动量守恒、机械能守恒，有3mvBO=mvA3mvBW=12mv2AH32mv2B解得vB=W6m答案(1)6mW(2)0W6m12.如图9所示，光滑水平直轨道上两滑块AB用橡皮筋连接，A的质量为m开始时橡皮筋松弛，B静止，给A向左的初速度v0。一段时间后，B与A同向运动发生碰撞并粘在一起。碰撞后的共同速度是碰撞前瞬间A的速度的两倍，也是碰撞前瞬间B的速度的一半。求：图9(1)B的质量；(2)碰撞过程中AB系统机械能的损失。解析(1)以初速度v