《一点一练》高考物理专题演练专题三十三动量定理动量守恒定律及其应用(含两高考一模拟)

1、优质资料欢迎下载选修 3 -5考点 33 动量定理动量守恒定律及其应用两年咼考真题演练1.（2015 重庆理综，3）高空作业须系安全带，如果质量为m 的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人 下落的距离为 h（可视为自由落体运动）。此后经历时间 t 安全带达到 最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为（）m 2ghm 2ghA.t + mg B. t mgm,ghm ,ghC.j + mg D.J mg2.2015 福建理综，30（2）左込上-右A如图，两滑块 A、B 在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块A 的质量为 m,速度大

2、小为 2vo,方向向右，滑块 B 的质量为 2m,速 度大小为 Vo,方向向左，两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是（ ）A . A 和 B 都向左运动B . A 和 B 都向右运动C. A 静止，B 向右运动D . A 向左运动，B 向右运动优质资料欢迎下载3. （2014 大纲全国卷，21）一中子与一质量数为 A（A1）的原子核 发生弹性正碰。若碰前原子核静止，则碰撞前与碰撞后中子的速率之优质资料欢迎下载球总动能之比为_。6. 2015 海南单科， 17 （2） 运动的原子核AX 放出a粒子后变成静 止的原子核 Y。已知 X、Y 和a粒子的质量分别是 M、m1和 m2，真 空中的比为（）A+

3、1A.A!A 14A(A+ 1)2B.A + 1 C. (A+ 1)2D. (A 1)24.（2014 重庆理综，4）一弹丸在飞行到距离地面 5 m 高时仅有水平速度 v= 2 m/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= 10 m/S2，则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是（）/1f 1 1X02活tn - -O2.5m-0.5 mA代、乙5P甲O *1 m*J-2 m-C5. 2015 天津理综，9(1)-J m-2m-D如图所示，在光滑水平面的左侧固定一竖直挡板， A 球在水平面上静止放置，B 球向左运动与 A 球发生正碰，B 球碰撞

4、前、后的速率之比为 3 ： 1, A 球垂直撞向挡板，碰后原速率返回。两球刚好不发生第二次碰,A、B 碰撞前、后两、甲J 乙甲/优质资料欢迎下载光速为 c,a粒子的速度远小于光速。求反应后与反应前的总动能之差以及a粒子的动能7.(2015 安徽理综，22)AB一质量为 0.5 kg 的小物块放在水平地面上的 A 点，距离 A 点 5 m 的位置 B 处是一面墙，如图所示。物块以 V。= 9 m/s 的初速度从 A 点 沿 AB方向运动，在与墙壁碰撞前瞬间的速度为 7 m/s,碰后以 6 m/s 的速度反向运动直至静止。g 取 10 m/S2。(1)求物块与地面间的动摩擦因数 禹若碰撞时间为 0

5、.05 s,求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的 大小F;(3)求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功W。优质资料欢迎下载8. 2015 新课标全国卷I,35(2)如图，在足够长的光滑水平面 上，物体 A、B、C 位于同一直线上，A 位于 B、C 之间。A 的质量为 m，B、C 的质量都为 M，三者均处于静止状态。现使 A 以某一速度 向右运动，求 m 和 M 之间应满足什么条件，才能使 A 只与 B、C 各 发生一次碰撞。设物体间的碰撞都是弹性的。BAC9. 2015 山东理综，39(2)砂-国 E如图，三个质量相同的滑块 A、B、C,间隔相等地静置于同一水平直轨道上。现给滑块 A 向右的初

6、速度 Vo, 段时间后 A 与 B 发生13碰撞，碰后 A、B 分别以 8vo、4vo的速度向右运动，B 再与 C 发生碰 撞，碰后 B、C 粘在一起向右运动。滑块 A、B 与轨道间的动摩擦因 数为同一优质资料欢迎下载恒定值。两次碰撞时间均极短。求 B、C 碰后瞬间共同速度的大小。10. (2015 广东理综，36)如图所示，一条带有圆轨道的长轨道水 平固定，圆轨道竖直，底端分别与两侧的直轨道相切，半径R= 0.5m,物块 A 以 vo= 6 m/s 的速度滑入圆轨道，滑过最高点 Q,再沿圆 轨道滑出后，与直轨上 P 处静止的物块 B 碰撞，碰后粘在一起运动， P 点左侧轨道光滑，右侧轨道呈粗

7、糙段、光滑段交替排列，每段长度 都为 L = 0.1m,物块与各粗糙段间的动摩擦因数都为尸 0.1, A、B的质量均为 m= 1 kg(重力加速度 g 取 10 m/s2; A、B 视为质点，碰撞 时间极短)。卩7十!|(1)求 A 滑过 Q 点时的速度大小 v 和受到的弹力大小 F;若碰后 AB 最终停止在第 k 个粗糙段上，求 k 的数值；(3)求碰后 AB 滑至第 n 个(nvk)光滑段上的速度 vn与 n 的关系式优质资料欢迎下载11. 2014 新课标全国卷I,35(2)如图，质量分别为 mA、的 两个弹性小球 A、B 静止在地面上方，B 球距地面的高度 h = 0.8 m, A 球

8、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t= 0.3 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 球的速度恰为零。已知 mB= 3mA,重力加 速度大小 g= 10 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。12. 2014 新课标全国卷II, 35(2)现利用图(a)所示的装置验证 动量守恒定律。在图(a)中，气垫导轨上有 A、B 两个滑块，滑块 A 右 侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连；滑块 B 左侧也带有一弹簧片，

9、上面固定一遮光片，光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间。优质资料欢迎下载岂垫导轨实验测得滑块 A 的质量 mi= 0.310 kg，滑块 B 的质量 m2= 0.108 kg,遮光片的宽度 d= 1.00 cm;打点计时器所用交流电的频率 f= 50.0 Hz。将光电门固定在滑块 B 的右侧，启动打点计时器，给滑块 A 一 向右的初速度，使它与 B 相碰.碰后光电计时器显示的时间为 tB= 3.500 ms,碰撞前、后打出的纸带如图（b）所示。.*.*3功）.*；9出9州.9蛊一胡%.对4.00小402小4一03川4.0厂图碰撞前后总动量之差若实验允许的相对误差绝对值（I-

10、碰前总动量- 1X100% ）最大为 5%，本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律？写出运算 过程优质资料欢迎下载考点 33 动量定理动量守恒定律及其应用一年模拟试题精练1. （2015 山东莱阳市高三月考）如图所示，现有甲、乙两滑块，质量分别为3m 和 m,以相同的速率 v 在光滑水平面上相向运动，发生碰撞。已知碰撞后，甲滑块静止不动，则（）A .碰撞前总动量是 4mvB .碰撞过程动量不守恒D .碰撞属于非弹性碰撞2.（2015 北京丰台一模）如图所示，两质量分别为 mi和 m2的弹性小球叠放在一起，从高度为 h 处自由落下，且 h 远大于两小球半径, 所有的碰撞都是完全弹性碰撞，且都发

11、生在竖直方向。已知 m2= 3mi,则小球 m1反弹后能达到的高度为（）A . h B. 2hC. 3h D. 4h3.（2015 北京朝阳区测试）在实验室里为了验证动量守恒定律,般采用如图甲、乙所示的两种装置:C.碰撞后乙的速度大小为2v优质资料欢迎下载（1）若入射小球质量为 mi,半径为 ri;被碰小球质量为 m2,半径为 2,则（）A . m1m2, r1r2B. m1m2,r1m2, ri= q D. mim2, ri= Q若采用图乙所示装置进行实验，以下所提供的测量工具中必需的是_。A .直尺 B.游标卡尺 C.天平 D.弹簧测力计 E.秒表（3）设入射小球的质量为 mi，被碰小球的

12、质量为 m,则在用图甲 所示装置进行实验时（P 为碰前入射小球落点的平均位置），所得“验 证动量守恒定律”的结论为 _ 用装置图中的字母表示）4.（20i5 新余市期末）如图所示，在倾角9= 30、足够长的斜面上分别固定着相距 L =0.2m 的 A、B 两个物体，它们的质量为 mA= i kg, mB= 3 kg，与 斜面间动摩擦因数分别为 也=中和由二。在 t=0 时刻同时撤去固 定两物体的外力人射小球被確小球f MrVP.v甲入射小球気二簷薩小球-nriT垂 优质资料欢迎下载后，A 物体沿斜面向下运动，并与 B 物体发生弹性碰 撞（g= i0 m/s2）。求：A 与 B 第一次碰后瞬时

13、B 的速率？优质资料欢迎下载5.(2015 景德镇市二检)如图所示，光滑平台上有两个刚性小球A 和 B,质量分别为 2m 和 3m,小球 A 以速度 V。向右运动并与静止 的小球B 发生碰撞(碰撞过程不损失机械能)，小球 B 飞出平台后经时 间 t 刚好掉入装有沙子向左运动的小车中，小车与沙子的总质量为 m，速度为 2vo,小车行驶的路面近似看做是光滑的，求:(1)碰撞后小球 A 和小球 B 的速度;(2)小球 B 掉入小车后的速度的物体，平衡时物体离地面 0.9 m,弹簧所具有的弹性势能为 0.5 J轻质弹簧竖直固定在地面上，上面连接一个质量为m1= 1 kg6.优质资料欢迎下载现在在距物体

14、 mi正上方高为 0.3 m 处有一个质量为 m2= 1 kg 的物体 自由下落后与弹簧上物体 m1碰撞立即合为一体，一起向下压缩弹簧。优质资料欢迎下载当弹簧压缩量最大时，弹簧长为 0.6 m。求(g 取 10 m/W)：(1) 碰撞结束瞬间两物体的动能之和是多少？(2) 弹簧长为 0.6 m 时弹簧的弹性势能大小？参考答案考点 33动量定理动量守恒定律及其应用两年咼考真题演练1. A 由自由落体运动公式得人下降h 距离时的速度为 v =2gh,在 t 时间内对人由动量定理得(F mg)t= mv,解得安全带对人 的平均作用力为 F =也2妙+ mg, A 项正确。2.D 对 A、B 系统，由

15、于发生弹性碰撞，故碰撞前后系统的动量守恒、机械能守恒，由于 mx2vo 2mvo= 0,故碰后 A、B 不可 能同向运动或一个静止，另一个运动或两个都静止，而只能是 A、B 都反向运动，故 D 正确。3.A 设中子质量为 m，则原子核的质量为 Am。设碰撞前后中 子的速度分别为 vo、vi，碰后原子核的速度为 V2，由弹性碰撞可得A+ 1A1，A正确。mvo= mvi+ Amv2,2mv0= 2mv2+2Amv2，解得Vi口 V0,故1 + AVi优质资料欢迎下载4.B 平抛运动时间 t =g= 1 s,爆炸过程遵守动量守恒定31x甲x乙律，设弹丸质量为 m,贝卩 mv=4mv甲+ 4mv乙，

16、又 v甲=,v乙=三,31t= 1 s,则有 4X甲+ 4X乙=2 m,将各选项中数据代入计算得 B 正确。5 .解析 设 A、B 球的质量分别为 mA和 mB, A 球碰撞后的速度 大小为 VA2, B 球碰撞前、后的速度大小分别为 VB1和 VB2,由题意知 VB1: VB2=3： 1, VA2=VB2。A、B 碰撞过程由动量守恒定律得 mBVB1=mAVA1+ VB24所以有 mA=-AT碰撞前、后的总动能之比为122mBVB197. 解析(1)对小物块从 A 运动到 B 处的过程中mAVA2 mBVB2,答案2(M m一MM 2(M m1优质资料欢迎下载1212应用动能定理一amgsq

17、mv2 qmvO代入数值解得 尸 0.32(2) 取向右为正方向，碰后滑块速度 v 6 m/s由动量定理得：FAt= mv mv解得 F = 130 N其中“一”表示墙面对物块的平均力方向向左。(3) 对物块反向运动过程中应用动能定理得1W= 0 2mv2解得 W= 9 J答案 (1)0.32 (2)130 N (3)9 J8. 解析 设 A 运动的初速度为 V0, A 向右运动与 C 发生碰撞,由动量守恒定律得mv。= mv1+ Mv2111由机械能守恒定律得 2mv0= 2mv2+ 2Mv2_m M2m可得 v1=vo, v2=v0m+Mm+M要使得 A 与 B 能发生碰撞，需要满足 v1

18、v0,即 mvMA 反向向左运动与 B 发生碰撞过程，有mv1= mv3+ Mv4优质资料欢迎下载1212122mv1= 2mv3+ Mv4m M2m整理可得 V3=V1, V4=V1m+ Mm+ M由于 mvM，所以 A 还会向右运动，根据要求不发生第二次碰撞，需要满足 V3Wv22mM mm M即vovi= () vom+ Mm+ M m+ M整理可得 m2+ 4MmM2解方程可得 m(5 2)M所以使 A 只与 B、C 各发生一次碰撞，须满足(52)MmvM答案(5 2)M gR= . 5 m/s在 Q 点，由牛顿第二定律得2FN+ mg= mR 解得 FN=22 N(2)A 撞 B,由

19、动量守恒得mvo= 2mv 解得 v =v0= 3 m/s设摩擦距离为 x,则口 mgx0-1mv2解得 x= 4.5 mX所以 k=L= 45优质资料欢迎下载(3)AB 滑至第 n 个光滑段上，由动能定理得1212 2mgnL=22mvn2 2mv所以 Vn= ,-9 0.2n m/s (n = 0, 1, 2,)?答案(1)22 N (2)45(3)vn= 9 0.2n m/s (n = 0, 1, 2,)11.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= 2gh将 h= 0.8 m 代入上式，得 VB=4 m/s设两球相碰前后，A 球的速度大小分别为 V1

20、和V(V1=0), B 球的速度分别为 V2和 V2。由运动学规律可得V1= gt 由于碰撞时间极短，重力的作用可以忽略，两球相碰前后的动量 守恒，总动能保持不变。规定向下的方向为正，有mAV1+ mBV2= mBV2121212mAV1+ mBV2= 2mBV2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VB=B设 P 点距地面的高度为 h；由运动学规律可得2 2VB V2h=2g 联立式，并代入已知条件可得优质资料欢迎下载h=0.75 m 答案(1)4 m/s (2)0.75 m12 .解析 按定义，滑块运动的瞬时速度大小 v 为sv =t式中为滑块在很短时间t 内

21、走过的路程。设纸带上打出相邻两点的时间间隔为tA，则1 - tA= f = 0.02 stA可视为很短。设 A 在碰撞前、后瞬时速度大小分别为Vo、Vi。将式和图给实验数据代入式得Vo= 2.00 m/Svi = 0.970 m/S设 B 在碰撞后的速度大小为 V2,由式有V2=d tB代入题给实验数据得V2= 2.86 m/S设两滑块在碰撞前、后的总动量分别为p 和 p；则p= mwop 和21 +m2v2优质资料欢迎下载两滑块在碰撞前后总动量相对误差的绝对值为p p,Sp=|齐|X100%联立式并代入有关数据，得Sp=1.7% m2;为使入射球与被碰球发生对心碰撞， 要求两小球半径相同。故

22、 C 正确。(2) 设入射小球为 a,被碰小球为 b, a 球碰前的速度为 Vi, a、b相碰后的速度分别为 Vi、V2。由于两球都从同一高度做平抛运动， 当以运动时间为一个计时单位时，可以用它们平抛的水平位移表示碰 撞前后的速度。因此，需验证的动量守恒关系mivi= mivi -m2V2可表示为 mixi= mixi12X2。所以需要直尺、天平，而无需弹簧测力计、秒表。由于题中两个小球都可认为是从槽口开始做平抛运动的， 两球的半径不必测量，故无需游标卡尺。(3) 得出验证动量守恒定律的结论应为miOP= miOM + m2ON。答案(1)C (2)AC (3)mi OP= mi OM + m

23、? O N4.解析 A 物体沿斜面下滑时有 mAgsinB快 mAgcos0=mAaA所以：aA= gsin0 gcos0。並。2aA=gsi n 30 rgcos 30 =2.5 m/sB 物体沿斜面下滑时有 mBgsin0宙 mpgcos0=mBaB代入数据解得 aB= 0可知，撤去固定 A、B 的外力后，物体 B 恰好静止于斜面上，物优质资料欢迎下载体 A 将沿斜面向下做匀加速直线运动。由运动学公式得 A 与 B 第一次碰撞前的速度VAI=2aL=2X2.5X0.2 m/s=1 m/s由于 A、B 碰撞满足动量守恒和机械能守恒，设第一次碰后B 的速度为 VB，有：121212mAVA= mAVA-MBVB, 2mAVA= 2mAVA+ mBVB得 VB= 0.5 m/s答案 0.5 m/s5. 解析(1)A 球与 B 球碰撞过程中系统动量守恒，以向右为正方向，有 mivo= mivi+ m2V2碰撞过程中系统机械能守恒，有|miv0= 2miv1+ |m2v2即碰后 A 球向左，B 球