高考物理一輪復(fù)習(xí) 第六章 動量守恒定律 課后分級演練18 動量定理和動量守恒定律

1、課后分級演練(十八) 動量定理和動量守恒定律【a級基礎(chǔ)練】1(2017·江西贛州三中測試)物體在恒定的合力作用下做直線運(yùn)動，在時間t1內(nèi)動能由零增大到e1，在時間t2內(nèi)動能由e1增加到2e1，設(shè)合力在時間t1內(nèi)做的功為w1，沖量為i1，在時間t2內(nèi)做的功是w2，沖量為i2，則()ai1<i2，w1w2bi1>i2，w1w2ci1>i2，w1<w2di1i2，w1<w2解析：b根據(jù)動能定理有w1e10e1，w22e1e1e1，所以w1w2，根據(jù)動量定理和動量與動能的關(guān)系式p，有i10，i22(2)，顯然i1>i2，綜上知，b正確2.(多選)(2017

2、·常德模擬)如圖所示，質(zhì)量為m的小球從距離地面高h(yuǎn)的a點(diǎn)由靜止開始釋放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用到達(dá)距地面深度為h的b點(diǎn)時速度減為零不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g.關(guān)于小球下落的整個過程，下列說法正確的有()a小球的機(jī)械能減少了mg(hh)b小球克服阻力做的功為mghc小球所受阻力的沖量大于md小球動量的改變量等于所受阻力的沖量解析：ac本題考查動能定理、動量定理等知識，意在考查考生應(yīng)用動能定理、動量定理解決實(shí)際問題的能力在整個過程中，小球機(jī)械能的減少量等于其重力勢能的減少量，為mg(hh)，故a對；由動能定理，可推出小球克服阻力做的功為mg(hh)，故b錯；在陷入泥

3、潭過程中，由動量定理，可推出小球受阻力的沖量大于m，故c對；在整個過程中，小球動量的改變量等于所受合力的沖量，故d錯3.如圖所示，質(zhì)量為m的滑槽內(nèi)有半徑為r的半圓軌道，將滑槽放在水平面上，左端緊靠墻壁一質(zhì)量為m的物體從半圓軌道的頂端a點(diǎn)無初速度釋放，b點(diǎn)為半圓軌道的最低點(diǎn)，c點(diǎn)為半圓軌道另一側(cè)與a等高的點(diǎn)不計(jì)一切摩擦下列說法正確的是()am從a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)過程中，m與m組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒、水平方向動量守恒bm從a點(diǎn)釋放后運(yùn)動的全過程中，m的機(jī)械能守恒cm釋放后能夠到達(dá)c點(diǎn)d當(dāng)m首次從右向左到達(dá)最低點(diǎn)b時，m的速度達(dá)到最大解析：dm首次下滑過程，墻對系統(tǒng)有向右的彈力，因此系統(tǒng)水平方向動量不守恒

4、；系統(tǒng)沒有摩擦和介質(zhì)阻力，因此m從a點(diǎn)釋放后運(yùn)動的全過程中，系統(tǒng)機(jī)械能始終守恒，但m的機(jī)械能比初狀態(tài)增加了，因此m的機(jī)械能不守恒；m第一次到最低點(diǎn)后，m離開墻，系統(tǒng)水平方向動量守恒，當(dāng)m和m共速時，系統(tǒng)具有動能，因此m的勢能必小于mgr，故m不能到達(dá)c點(diǎn)；m第一次在圓軌道右半側(cè)上滑行過程對m的彈力始終向右下方，有水平向右的分力，因此m始終加速，m從右向左通過最低點(diǎn)b后，m開始減速故選項(xiàng)d正確4.如圖所示，籃球運(yùn)動員接傳來的籃球時，通常要先伸出兩臂迎接，手接觸到球后，兩臂隨球迅速引至胸前，這樣做可以()a減小球的動量的變化量b減小球?qū)κ肿饔昧Φ臎_量c減小球的動量變化率d延長接球過程的時間來減小動

5、量的變化量解析：c籃球運(yùn)動員接傳來的籃球時，不能改變動量的變化量，a、d錯誤；根據(jù)動量定理，也不能改變沖量，b錯誤；由于延長了作用時間，動量的變化慢了，c正確5.如圖所示，pqs是固定于豎直平面內(nèi)的光滑的圓周軌道，圓心o在s的正上方在o和p兩點(diǎn)各有一個質(zhì)量為m的小物塊a和b，從同一時刻開始，a自由下落，b沿圓弧下滑以下說法正確的是()aa比b先到達(dá)s，它們在s點(diǎn)的動量不相等ba與b同時到達(dá)s，它們在s點(diǎn)的動量不相等ca比b先到達(dá)s，它們在s點(diǎn)的動量相等db比a先到達(dá)s，它們在s點(diǎn)的動量相等解析：a物體a做自由落體運(yùn)動，其加速度為g；而物體b沿圓弧軌道下滑，在豎直方向上加速度在任意高度都小于g，

6、由hat2得ta<tb；因?yàn)閯恿渴鞘噶浚蔭、b到達(dá)s時，它們的動量不相等，故a正確6.如圖所示，質(zhì)量為m的小滑塊沿傾角為的斜面向上滑動，經(jīng)過時間t1速度為零然后又下滑，經(jīng)過時間t2回到斜面底端，滑塊在運(yùn)動過程中受到的摩擦力大小始終為f1.在整個過程中，重力對滑塊的總沖量為()amgsin (t1t2)bmgsin (t1t2)cmg(t1t2)d0解析：c談到?jīng)_量必須明確是哪一個力的沖量，此題中要求的是重力對滑塊的沖量根據(jù)沖量的定義式ift.因此重力對滑塊的沖量應(yīng)為重力乘作用時間，所以igmg(t1t2)即c正確7.(多選)光滑水平地面上，a、b兩物體質(zhì)量都為m，a以速度v向右運(yùn)動，b

7、原來靜止，左端有一輕彈簧，如圖所示，當(dāng)a撞上彈簧，彈簧被壓縮最短時()aa、b系統(tǒng)總動量仍然為mvba的動量變?yōu)榱鉩b的動量達(dá)到最大值da、b的速度相等解析：ad系統(tǒng)水平方向動量守恒，a正確；彈簧被壓縮到最短時a、b兩物體具有相同的速度，d正確，b錯誤；但此時b的速度并不是最大的，因?yàn)閺椈蛇€會彈開，故b物體會進(jìn)一步加速，a物體會進(jìn)一步減速，c錯誤8.如圖所示，一質(zhì)量為m的長木板在光滑水平面上以速度v0向右運(yùn)動，一質(zhì)量為m的小鐵塊在木板上以速度v0向左運(yùn)動，鐵塊與木板間存在摩擦，為使木板能保持速度v0向右勻速運(yùn)動，必須對木板施加一水平力，直至鐵塊與木板達(dá)到共同速度v0.設(shè)木板足夠長，求此過程中水

8、平力的沖量大小解析：考慮m、m組成的系統(tǒng)，設(shè)m運(yùn)動的方向?yàn)檎较颍鶕?jù)動量定理有ft(mm)v0(mv0mv0)2mv0則水平力的沖量ift2mv0.答案：2mv09靜止在太空中的飛行器上有一種裝置，它利用電場加速帶電粒子，形成向外發(fā)射的粒子流，從而對飛行器產(chǎn)生反沖力，使其獲得加速度已知飛行器的質(zhì)量為m，發(fā)射的是2價(jià)氧離子，發(fā)射功率為p，加速電壓為u，每個氧離子的質(zhì)量為m，單位電荷的電量為e，不計(jì)發(fā)射氧離子后飛行器的質(zhì)量變化，求：(1)射出的氧離子速度；(2)每秒鐘射出的氧離子數(shù)；(3)射出離子后飛行器開始運(yùn)動的加速度解析：(1)每個氧離子帶電量為q2e，由動能定理得qumv2，即得氧離子速度

9、v.(2)設(shè)每秒射出的氧離子數(shù)為n，每秒對離子做的總功為nqu，即功率為pnqu，由此可得每秒鐘射出的氧離子數(shù)n.(3)由動量定理得fnmv，又由牛頓第二定律得fma，綜合上述各式，得飛行器開始運(yùn)動的加速度a.答案：(1) (2)(3) 10.(2017·煙臺二模)兩塊厚度相同的木塊a和b，緊靠著放在光滑的水平面上，其質(zhì)量分別為ma2.0 kg，mb0.90 kg，它們的下底面光滑，上表面粗糙，另有一質(zhì)量mc0.10 kg的滑塊c，以vc10 m/s的速度恰好水平地滑到a的上表面，如圖所示由于摩擦，滑塊最后停在木塊b上，b和c的共同速度為0.50 m/s.求：(1)木塊a的最終速度v

10、a；(2)滑塊c離開a時的速度vc.解析：c從開始滑上a到恰好滑上a的右端過程中，a、b、c組成系統(tǒng)動量守恒mcvc(mbma)vamcvcc剛滑上b到兩者相對靜止，對b、c組成的系統(tǒng)動量守恒mbvamcvc(mbmc)v解得va0.25 m/svc2.75 m/s.答案：(1)0.25 m/s(2)2.75 m/s【b級提升練】11(多選)(2017·河南六市一聯(lián))在2016年里約奧運(yùn)跳水比賽中，中國跳水夢之隊(duì)由吳敏霞領(lǐng)銜包攬全部8枚金牌假設(shè)質(zhì)量為m的跳水運(yùn)動員從跳臺上以初速度v0向上跳起，跳水運(yùn)動員在跳臺上從起跳到入水前重心下降h，入水后受水阻力而減速為零，不計(jì)跳水運(yùn)動員水平方向

11、的運(yùn)動，運(yùn)動員入水后到速度為零時重心下降h，不計(jì)空氣阻力，則()a運(yùn)動員起跳后在空中運(yùn)動過程中受到合外力沖量大小為mmv0b水對運(yùn)動員阻力的沖量大小為mc運(yùn)動員克服水的阻力做功為mghmvd運(yùn)動員從跳起到入水后速度減為零的過程中機(jī)械能減少量為mg(hh)mv解析：ad設(shè)運(yùn)動員入水前速度為vt，則由機(jī)械能守恒有mvmghmv，得vt，據(jù)動量定理可得運(yùn)動員起跳后在空中運(yùn)動過程中受到合外力沖量大小imvt(mv0)mmv0，a項(xiàng)正確運(yùn)動員入水后受豎直向下的重力和豎直向上的阻力，合力的沖量大小為i合m，b項(xiàng)錯誤運(yùn)動員從跳起到入水后速度減為零的過程中應(yīng)用動能定理有mg(hh)wf0mv，得運(yùn)動員克服水的

12、阻力做功wfmg(hh)mv，則c項(xiàng)錯誤由能的轉(zhuǎn)化與守恒關(guān)系可知此過程中機(jī)械能的減少量為mg(hh)mv，d項(xiàng)正確12(多選)(2017·湖南六校聯(lián)考)如圖所示，小車的上面固定一個光滑彎曲圓管道，整個小車(含管道)的質(zhì)量為2m，原來靜止在光滑的水平面上今有一個可以看作質(zhì)點(diǎn)的小球，質(zhì)量為m，半徑略小于管道半徑，以水平速度v從左端滑上小車，小球恰好能到達(dá)管道的最高點(diǎn)，然后從管道左端滑離小車關(guān)于這個過程，下列說法正確的是()a小球滑離小車時，小車回到原來位置b小球滑離小車時相對小車的速度大小為vc車上管道中心線最高點(diǎn)的豎直高度為d小球從滑進(jìn)管道到滑到最高點(diǎn)的過程中，小車的動量變化大小是解析

13、：bc小球恰好到達(dá)管道的最高點(diǎn)，說明在最高點(diǎn)時小球和管道之間相對速度為0，小球從滑進(jìn)管道到滑到最高點(diǎn)的過程中，由動量守恒有mv(m2m)v，得v，小車動量變化大小p車2m·mv，d項(xiàng)錯誤小球從滑進(jìn)管道到滑到最高點(diǎn)為的過程中，由機(jī)械能守恒有mghmv2(m2m)v2，得h，c項(xiàng)正確小球從滑上小車到滑離小車的過程，由動量守恒定律和機(jī)械能守恒有：mvmv12mv2，mv2mv·2mv，解得v1，v2v，則小球滑離小車時相對小車的速度大小為vvv，b項(xiàng)正確由以上分析可知在整個過程中小車一直向右運(yùn)動，a項(xiàng)錯誤13如圖所示，甲車質(zhì)量m120 kg，車上有質(zhì)量m50 kg的人，甲車(連同

14、車上的人)以v3 m/s的速度向右滑行，此時質(zhì)量m250 kg的乙車正以v01.8 m/s的速度迎面滑來，為了避免兩車相撞，當(dāng)兩車相距適當(dāng)距離時，人從甲車跳到乙車上，求人跳出甲車的水平速度(相對地面)應(yīng)當(dāng)在什么范圍以內(nèi)才能避免兩車相撞？不計(jì)地面和小車的摩擦，且乙車足夠長解析：人跳到乙車上后，如果兩車同向，甲車的速度小于或等于乙車的速度就可以避免兩車相撞以人、甲車、乙車組成的系統(tǒng)為研究對象，由水平方向動量守恒得：(m1m)vm2v0(m1m2m)v，解得v1 m/s.以人與甲車為一系統(tǒng)，人跳離甲車過程水平方向動量守恒，得：(m1m)vm1v1mu解得u3.8 m/s.因此，只要人跳離甲車的速度u

15、3.8 m/s，就可避免兩車相撞答案：大于等于3.8 m/s14.(2017·湖南益陽4月調(diào)研)一質(zhì)量為2m的物體p靜止于光滑水平地面上，其截面如圖所示圖中ab為粗糙的水平面，長度為l；bc為一光滑斜面，斜面和水平面通過與ab和bc均相切的長度可忽略的光滑圓弧連接現(xiàn)有一質(zhì)量為m的木塊以大小為v0的水平初速度從a點(diǎn)向左運(yùn)動，在斜面上上升的最大高度為h，返回后在到達(dá)a點(diǎn)前與物體p相對靜止重力加速度為g.求(1)木塊在ab段受到的摩擦力f；(2)木塊最后距a點(diǎn)的距離s.解析：(1)從開始到木塊到達(dá)最大高度過程：由動量守恒：mv03mv1由能量守恒：mv·3mvmghfl解得：f(

16、2)木塊從最大高度至與物體最終相對靜止：由動量守恒：3mv13mv2由能量守恒：·3mvmgh·3mvfx距a點(diǎn)的距離：slx解得：sll答案：(1)(2)l15.如圖所示，長l0.8 m、電阻r0.3 、質(zhì)量r0.1 kg的金屬棒cd垂直跨放在位于水平面上的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌上，兩導(dǎo)軌間距也是l，棒與導(dǎo)軌間接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，導(dǎo)軌左端接有r0.5 的電阻量程為03.0 a的理想電流表串接在一條導(dǎo)軌上，量程為01.0 v的理想電壓表接在電阻r的兩端，垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場b向下穿過平面，現(xiàn)以向右的恒定外力f使金屬棒右移，當(dāng)金屬棒以v2 m/s的速度在導(dǎo)軌平面上勻速滑動時，觀察到電路中的一個電表正好滿偏，而另一個電表未滿偏(1)此滿偏的電表是什么表？說明理由；(2)拉動金屬棒的外力f多大？(3)此時撤去外力f，金屬棒將逐漸慢下來，最終停在導(dǎo)軌上求從撤去外力到金屬棒停止運(yùn)動的過程中通過電阻r的電荷量解析：(1)電壓表滿偏若電流表滿偏，則i3 a，uir1.5 v，大于電壓表量程(2)由功能關(guān)系有f·vi2(rr)，而i，所以f代入數(shù)據(jù)得f n1.6 n.(3)由動量定理有mviblt，兩邊求和mv1mv2bli1t1bli