2023版高三一輪總復(fù)習(xí)物理（新教材新高考）課時(shí)分層作業(yè)16動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用

1、 課時(shí)分層作業(yè)(十六)1(2021全國(guó)乙卷)如圖，光滑水平地面上有一小車，一輕彈簧的一端與車廂的擋板相連，另一端與滑塊相連，滑塊與車廂的水平底板有摩擦。用力向右推動(dòng)車廂，使彈簧壓縮，撤去推力時(shí)滑塊在車廂底板上有相對(duì)滑動(dòng)。在地面參考系(可視為慣性系)中，從撤去推力開始，小車、彈簧和滑塊組成的系統(tǒng)()A動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒B動(dòng)量守恒，機(jī)械能不守恒C動(dòng)量不守恒，機(jī)械能守恒D動(dòng)量不守恒，機(jī)械能不守恒B撤去推力，系統(tǒng)所受合外力為0，動(dòng)量守恒，滑塊和小車之間有滑動(dòng)摩擦力，由于摩擦生熱，故系統(tǒng)機(jī)械能減少，B正確。2中國(guó)空間站的建設(shè)過程是：首先發(fā)射核心艙，核心艙入軌并完成相關(guān)技術(shù)驗(yàn)證后，再發(fā)射實(shí)驗(yàn)艙與核心艙對(duì)

2、接，組合形成空間站。假設(shè)實(shí)驗(yàn)艙先在近地圓形過渡軌道上運(yùn)行，某時(shí)刻實(shí)驗(yàn)艙短暫噴氣，離開過渡軌道與運(yùn)行在較高軌道上的核心艙安全對(duì)接。忽略空氣阻力，以下說法正確的是()A實(shí)驗(yàn)艙應(yīng)當(dāng)向前噴出氣體B噴氣前后，實(shí)驗(yàn)艙與噴出氣體的總動(dòng)量不變C噴氣前后，實(shí)驗(yàn)艙與噴出氣體的機(jī)械能不變D實(shí)驗(yàn)艙在飛向核心艙過程中，機(jī)械能逐漸減小B實(shí)驗(yàn)艙要向高軌道運(yùn)行，需要做離心運(yùn)動(dòng)，所以要加速，應(yīng)該向后噴出氣體，A錯(cuò)誤；噴氣過程沒有外力，實(shí)驗(yàn)艙與噴出氣體系統(tǒng)動(dòng)量守恒，噴氣前后，總動(dòng)量不變，B正確；噴氣前后，內(nèi)力做功，總機(jī)械能增大，C錯(cuò)誤；忽略空氣阻力，實(shí)驗(yàn)艙飛向核心艙過程中，只有地球的萬(wàn)有引力做功，實(shí)驗(yàn)艙機(jī)械能守恒，D錯(cuò)誤。3(多

3、選)如圖所示，在質(zhì)量為M的小車上掛有一單擺，擺球的質(zhì)量為m0，小車和單擺以恒定的速度v沿光滑水平地面運(yùn)動(dòng)，與位于正對(duì)面的質(zhì)量為m的靜止木塊發(fā)生碰撞，碰撞的時(shí)間極短，在此碰撞過程中，下列哪些情況的說法是可能發(fā)生的()A小車、木塊、擺球的速度都發(fā)生變化，分別變?yōu)関1、v2、v3，滿足(Mm0)vMv1mv2m0v3B擺球的速度不變，小車和木塊的速度變?yōu)関1和v2，滿足MvMv1mv2C擺球的速度不變，小車和木塊的速度都變?yōu)関1，滿足Mv(Mm)v1D小車和擺球的速度都變?yōu)関1，木塊的速度變?yōu)関2，滿足(Mm0)v(Mm0)v1mv2BC在小車與木塊直接碰撞的瞬間，彼此作用力很大，所以它們的速度在瞬

4、間發(fā)生改變，在此期間它們的位移可看成為零，而擺球并沒有直接與木塊發(fā)生力的作用，因?yàn)樵谒c小車共同勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，擺線沿豎直方向，因此繩的拉力不能改變小球速度的大小，即小球的速度不變，A、D錯(cuò)誤；而小車和木塊碰撞后，可能以不同的速度繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，也可能以共同速度(完全非彈性碰撞)向前運(yùn)動(dòng)，B、C正確。4(2021福建龍巖市高三三模)如圖所示，我國(guó)自行研制的“殲15”戰(zhàn)斗機(jī)以速度v0水平向東飛行，到達(dá)目的地時(shí)，將總質(zhì)量為M的導(dǎo)彈自由釋放瞬間，導(dǎo)彈向西噴出質(zhì)量為m、對(duì)地速率為v1的燃?xì)?，Aeq f(Mv0mv1,Mm) Beq f(Mv0mv1,Mm) Ceq f(Mv0mv1,M) Deq f(Mv0

5、mv1,M)A以導(dǎo)彈飛行的方向?yàn)檎较蚋鶕?jù)動(dòng)量守恒定律得Mv0m(v1)(Mm)v，則噴氣后導(dǎo)彈相對(duì)地面的速率veq f(Mv0mv1,Mm)，故A正確。5質(zhì)量為M的氣球上有一個(gè)質(zhì)量為m的人，氣球和人在靜止的空氣中共同靜止于離地h高處，如果從氣球上慢慢放下一個(gè)質(zhì)量不計(jì)的軟梯，讓人沿軟梯降到地面，則軟梯長(zhǎng)至少應(yīng)為()Aeq f(m,mM)h Beq f(M,mM)h Ceq f(Mm,M)h Deq f(Mm,m)hC設(shè)人沿軟梯滑至地面，軟梯長(zhǎng)度至少為L(zhǎng)，以人和氣球組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，豎直方向動(dòng)量守恒，規(guī)定豎直向下為正方向，由動(dòng)量守恒定律得0Mv2mv1，人沿軟梯降至地面，氣球上升的高度為L(zhǎng)h

6、，平均速度大小為v2eq f(Lh,t)，人相對(duì)于地面下降的高度為h，平均速度大小為v1eq f(h,t)，聯(lián)立得0Meq f(Lh,t)meq f(h,t)，解得Leq f(Mm,M)h，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。6如圖所示，質(zhì)量為m的A球以速度v0在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)，與原來靜止的質(zhì)量為4m的B球碰撞，碰撞后A球以vv0(1)的速率彈回，并與擋板P發(fā)生完全彈性碰撞，若要使A球能追上B球再次相碰，則Aeq f(1,5)eq f(1,3) Beq f(1,3)eq f(2,3) Ceq f(1,3)eq f(2,5) Deq f(1,3)eq f(3,5)D由題意可知，A、B兩小球在碰撞過程中動(dòng)

7、量守恒，以A球初速度v0的方向?yàn)檎较颍O(shè)碰后B球的速度為vB，則由動(dòng)量守恒定律可得mv0mv04mvB，A與擋板P碰撞后能追上B發(fā)生再次碰撞的條件是v0vB，聯(lián)立可解得eq f(1,3)；碰撞前后兩小球的機(jī)械能應(yīng)滿足eq f(1,2)mveq oal( 2,0)eq f(1,2)m(v0)2eq f(1,2)4mveq oal( 2,B)，聯(lián)立解得eq f(3,5)，綜合可得eq f(1,3) eq f(3,5)。7如圖所示，木塊A、B的質(zhì)量均為m，放在一段粗糙程度相同的水平地面上，木塊A、B間夾有一小塊炸藥(炸藥的質(zhì)量可以忽略不計(jì))。讓A、B以初速度v0一起從O點(diǎn)滑出，滑行一段距離后到達(dá)P

8、點(diǎn)，速度變?yōu)閑q f(v0,2)，此時(shí)炸藥爆炸使木塊A、B脫離，發(fā)現(xiàn)木塊B立即停在原位置，木塊A繼續(xù)沿水平方向前進(jìn)。已知O、P兩點(diǎn)間的距離為s，設(shè)炸藥爆炸時(shí)釋放的化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為木塊的動(dòng)能，爆炸時(shí)間很短可以忽略不計(jì)，求：(1)木塊與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)炸藥爆炸時(shí)釋放的化學(xué)能E0。解析(1)從O滑到P，對(duì)A、B由動(dòng)能定理得2mgseq f(1,2)2meq blc(rc)(avs4alco1(f(v0,2)eq sup12(2)eq f(1,2)2mveq oal( 2,0)，解得eq f(3voal( 2,0),8gs)。(2)在P點(diǎn)爆炸時(shí)，A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，有2meq f(

9、v0,2)mv，根據(jù)能量守恒定律有E0eq f(1,2)2meq blc(rc)(avs4alco1(f(v0,2)eq sup12(2)eq f(1,2)mv2，解得E0eq f(1,4)mveq oal( 2,0)。答案(1)eq f(3voal( 2,0),8gs)(2)eq f(1,4)mveq oal( 2,0)8(2021浙江1月選考)在爆炸實(shí)驗(yàn)基地有一發(fā)射塔，發(fā)射塔正下方的水平地面上安裝有聲音記錄儀。爆炸物自發(fā)射塔豎直向上發(fā)射，上升到空中最高點(diǎn)時(shí)炸裂成質(zhì)量之比為21、初速度均沿水平方向的兩個(gè)碎塊。遙控器引爆瞬間開始計(jì)時(shí)，在5 s末和6 s末先后記錄到從空氣中傳來的碎塊撞擊地面的響

10、聲。已知聲音在空氣中的傳播速度為340 m/s，忽略空氣阻力g取10 m/s2。下列說法正確的是()A兩碎塊的位移大小之比為12B爆炸物的爆炸點(diǎn)離地面高度為80 mC爆炸后質(zhì)量大的碎塊的初速度為68 m/sD爆炸后兩碎塊落地點(diǎn)之間的水平距離為340 mB設(shè)質(zhì)量小的碎塊的質(zhì)量為m，則質(zhì)量大的碎塊的質(zhì)量為2m，設(shè)爆炸時(shí)質(zhì)量大的碎塊的水平速度大小為v，質(zhì)量小的碎塊的水平速度大小為v，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有2mvmv0，解得v2v，兩碎塊都做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)其下落時(shí)間為t，則vtv聲(t1t)，2vtv聲(t2t)，其中t15 s，t26 s，解得t4 s，v85 m/s，再由heq f(1,2)gt2可得，

11、爆炸點(diǎn)離地面的高度為80 m，B正確；兩碎塊的水平位移大小之比為12，但從兩碎塊開始拋出到落地的位移大小之比不等于12，A錯(cuò)誤；爆炸后質(zhì)量大的碎塊的初速度為85 m/s，C錯(cuò)誤；爆炸后兩碎塊向相反的方向運(yùn)動(dòng)，水平間距x(v2v)t(85852)4 m1 020 m，D錯(cuò)誤。9(多選)20202021賽季全國(guó)冰壺冠軍賽將于6月5日開啟至13日結(jié)束，在冰壺比賽中，球員手持毛刷擦刷冰面，可以改變冰壺滑行時(shí)受到的阻力。如圖甲所示，藍(lán)壺靜止在固定區(qū)域內(nèi)，運(yùn)動(dòng)員用等質(zhì)量的紅壺撞擊藍(lán)壺，兩壺發(fā)生正碰，碰后兩壺的加速度相等，若碰撞前后兩壺的vt圖像如圖乙所示。關(guān)于冰壺的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是()甲乙A紅壺碰撞

12、前后速度大小變化了1.1 m/sB碰撞后藍(lán)壺的加速度大小為0.3 m/s2C藍(lán)壺運(yùn)動(dòng)了4 s停下D碰撞后兩壺相距的最遠(yuǎn)距離為1.2 mBD紅壺碰撞前后的速度分別為1.2 m/s、0.3 m/s，所以紅壺碰撞前后速度大小變化了0.9 m/s，故A錯(cuò)誤；碰撞后藍(lán)壺的加速度大小等于紅壺的加速度大小，為aeq f(v,t)eq f(0.3,1) m/s20.3 m/s2，故B正確；設(shè)碰后藍(lán)壺的速度為v，碰前紅壺的速度v01.2 m/s，碰后速度為v00.3 m/s，根據(jù)動(dòng)量守恒定律可得：mv0mv0mv，解得：v0.9 m/s，故藍(lán)壺運(yùn)動(dòng)時(shí)間為teq f(v,a)3 s，故C錯(cuò)誤；碰撞后兩壺相距的最遠(yuǎn)

13、距離等于碰后兩圖線與時(shí)間軸所圍面積之差，為seq f(0.93,2) meq f(0.31,2) m1.2 m，故D正確。10兩滑塊a、b沿水平面上同一條直線運(yùn)動(dòng)，并發(fā)生碰撞；碰撞后兩者粘在一起運(yùn)動(dòng)；經(jīng)過一段時(shí)間后，從光滑路段進(jìn)入粗糙路段。兩者的位置x隨時(shí)間t變化的圖像如圖所示。求：(1)滑塊a、b的質(zhì)量之比；(2)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，兩滑塊克服摩擦力做的功與因碰撞而損失的機(jī)械能之比。解析(1)設(shè)a、b的質(zhì)量分別為m1、m2，a、b碰撞前的速度為v1、v2。由題給圖像得v1eq f(26,20) m/s2 m/sv2eq f(2,2) m/s1 m/sa、b發(fā)生完全非彈性碰撞，設(shè)碰撞后兩滑塊的共同

14、速度為v。由題給圖像得veq f(62,82) m/seq f(2,3) m/s兩球碰撞過程系統(tǒng)動(dòng)量守恒以球a初速度方向?yàn)檎较蛴蓜?dòng)量守恒定律得m1v1m2v2(m1m2)v聯(lián)立式得m1m218。(2)由能量守恒定律得，兩滑塊因碰撞而損失的機(jī)械能為Eeq f(1,2)m1veq oal( 2,1)eq f(1,2)m2veq oal( 2,2)eq f(1,2)(m1m2)v2由圖像可知，兩滑塊最后停止運(yùn)動(dòng)。由動(dòng)能定理得，兩滑塊克服摩擦力所做的功為Weq f(1,2)(m1m2)v2聯(lián)立式得WE12。答案(1)18(2)1211如圖所示，光滑水平軌道右邊與墻壁連接，木塊A、B和半徑為0.5 m的eq f(1,4)光滑圓軌道C靜置于光滑水平軌道上，A、B、C質(zhì)量分別為1.5 kg、0.5 kg、4 kg。現(xiàn)讓A以6 m/s的速度水平向右運(yùn)動(dòng)，之后與墻壁碰撞，碰撞時(shí)間為0.3 s，碰后速度大小變?yōu)? m/s。當(dāng)A與B碰撞后會(huì)立即粘在一起運(yùn)動(dòng)，g取10 m/s2，求：(1)A與墻壁碰撞過程中，墻壁對(duì)木塊A平均作用力的大??；(2)AB第一次滑上圓軌道所能達(dá)到的最大高度h。解析(1)A與墻壁碰撞過程，規(guī)定水平向左為正方向，對(duì)A由動(dòng)量定理