高考總復習物理隨堂課件與課后習題第六章動量守恒定律課時規(guī)范練20動量守恒定律及其應用

課時規(guī)范練20動量守恒定律及其應用基礎對點練1.(動量守恒條件、機械能守恒條件)(2021江西南昌新建一中高三模擬)關于下列運動的說法正確的是()A.圖甲所示撐竿跳運動員在離開地面向上運動的過程中機械能守恒B.圖乙所示的蹦床運動中運動員和蹦床組成的系統(tǒng)動量守恒C.圖丙所示跳傘運動在勻速下降的過程中運動員和降落傘組成的系統(tǒng)機械能守恒D.圖丁所示打臺球的運動過程中,兩個臺球組成的系統(tǒng)在碰撞的一瞬間動量近似守恒2.(動量守恒定律簡單應用)(2021陜西榆林高三三模)滑冰是很多人非常喜歡的一項運動。在一次訓練中,某質(zhì)量為40kg的女運動員以大小為3m/s的速度向靜止的男運動員運動,靠近男運動員的瞬間被男運動員抱起,且保持姿勢不變。若男運動員的質(zhì)量為60kg,則抱起后瞬間兩運動員的速度大小為()A.0.8m/s B.1.2m/sC.1.6m/s D.2m/s3.(動量守恒定律應用——反沖)(2021福建高三三模)某戰(zhàn)斗機以速度v0水平向東飛行時,將總質(zhì)量為m0的導彈自由釋放瞬間,導彈向西噴出質(zhì)量為m、對地速率為v1的燃氣,則噴氣后導彈的速率為()A.m0v0C.m0v04.(動量守恒定律、機械能守恒定律的應用)(2021河北唐山高三開學考試)假設一個羽毛球以某一水平初速度擊中靜止在水平地面上的紙箱并瞬間卡在紙箱側壁上,羽毛球與紙箱一起滑行距離L后停下。已知羽毛球質(zhì)量為5g,紙箱的質(zhì)量為2.495kg,紙箱與地面間動摩擦因數(shù)μ=0.1,滑行距離L=2cm,重力加速度g取10m/s2。則羽毛球擊中紙箱的初速度是()A.0.1m/s B.1m/sC.10m/s D.100m/s5.(動量守恒定律應用、牛頓第二定律應用、沖量)(2021福建福州第一中學高三模擬)如圖甲所示,一兒童站在平板小車中間,與小車一起沿水平地面勻速向右運動,兒童突然走向小車一端,此過程兒童和小車的速度—時間關系如圖乙所示,不計地面的摩擦。以下說法正確的是()甲乙A.兒童的質(zhì)量小于小車的質(zhì)量B.兒童走向小車左端C.兒童和小車的總動能減少D.小車對兒童的沖量方向水平向右6.(碰撞)如圖所示,半徑R=0.4m的半圓柱固定于水平地面上,O為圓心,一可看作質(zhì)點的小物塊質(zhì)量為m2,放置于半圓柱的最高點。在O點正上方距O點2.0m處有一個懸點,將細繩的一端系于懸點,細繩另一端懸掛一個可看成質(zhì)點的小球,小球質(zhì)量為m1。將小球拉至細線與豎直方向成θ=60°角的位置,由靜止釋放小球,小球恰與小物塊發(fā)生正碰,碰后小球和小物塊分離,小物塊恰好從半圓柱的最高點脫離圓柱面,不計一切阻力,重力加速度g取10m/s2,則m1m2的值可能為A.14 B.C.43 D.素養(yǎng)綜合練7.(2021河北邯鄲二模)如圖所示,長木板靜止在光滑水平地面上,其右端放一個小滑塊。某時刻同時給兩者以大小相等、方向相反的初速度v0,最終兩者以共同的速度運動。已知長木板質(zhì)量為小滑塊質(zhì)量的2倍,兩者之間的動摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g,則在小滑塊速度與加速度同向的時間內(nèi),長木板運動的位移大小為()A.5v02C.5v028.(多選)如圖所示,一個質(zhì)量為m0的木箱靜止在光滑水平面上,木箱內(nèi)粗糙的底板上放著一個質(zhì)量為m=2m0的小物塊。現(xiàn)使木箱瞬間獲得一個水平向左、大小為v0的初速度,下列說法正確的是()A.最終小物塊和木箱都將靜止B.最終小物塊和木箱組成的系統(tǒng)損失機械能為mC.木箱速度水平向左、大小為v02時,D.木箱速度水平向右、大小為v03時,9.(2021浙江高三三模)如圖所示,質(zhì)量為m0的滑塊可在水平放置的光滑固定導軌上自由滑動,質(zhì)量為m的小球與滑塊上的懸點O由一不可伸長的輕繩相連,繩長為L。開始時,輕繩處于水平拉直狀態(tài),小球和滑塊均靜止?，F(xiàn)將小球由靜止釋放,當小球到達最低點時,滑塊剛好被一表面涂有黏性物質(zhì)的固定擋板粘住,在極短的時間內(nèi)速度減為零,小球繼續(xù)向左擺動到繩與豎直方向的夾角為60°時達到最高點?；瑝K與小球均視為質(zhì)點,空氣阻力不計,重力加速度為g,則以下說法正確的是()A.繩的拉力對小球始終不做功B.滑塊與小球的質(zhì)量關系為m0=2mC.釋放小球時滑塊到擋板的距離為LD.滑塊撞擊擋板時,擋板對滑塊作用力的沖量大小為2mgL10.(多選)(2021海南高三三模)如圖所示,質(zhì)量均為m的物塊A、B并排放置在光滑水平面上,一個質(zhì)量也為m的物塊C以初速度2v0在極短時間與A相碰并粘在一起。由于A、B的作用,A、B分離時B的速度等于v0,從C接觸A到A、B分離的全過程中,下面說法正確的是()A.A、B分離時A的速度為13vB.A、B分離時A的速度為12vC.A、B、C組成的系統(tǒng)損失的機械能為1D.A、B、C組成的系統(tǒng)損失的機械能為511.(2021湖南高三模擬)如圖所示,光滑水平直軌道上有三個滑塊A、B、C,質(zhì)量分別為mA=2m,mB=m,mC=2m,A、B用細繩連接,中間有一壓縮的輕彈簧(彈簧與滑塊不粘連),開始時A、B以共同速度v0運動,C靜止,某時刻細繩突然斷開,A、B被彈開,然后B與C發(fā)生碰撞并粘在一起,最終三滑塊速度恰好相同。求:(1)B與C碰撞前B的速度;(2)彈簧釋放的彈性勢能;(3)系統(tǒng)損失的機械能。12.(2021天津高三二模)如圖所示,質(zhì)量為m0的平板車P靜止在光滑水平地面上,一質(zhì)量為m的小物塊Q置于平板車的左端。一不可伸長的輕質(zhì)細繩長為R,一端懸于小物塊Q正上方高為R處,另一端系一質(zhì)量也為m的小球,小球與小物塊Q大小均可忽略不計。今將小球拉至懸線與豎直位置成60°角,并由靜止釋放,小球到達最低點時與Q發(fā)生碰撞,碰撞時間極短且無能量損失。已知小物塊Q離開平板車時速度大小是平板車速度大小的兩倍,小物塊Q與平板車P之間的動摩擦因數(shù)為μ,m0=4m,重力加速度為g。求:(1)小球與小物塊Q結束相互作用瞬間,小物塊Q的速度大小vQ;(2)小物塊Q在平板車上運動的時間t;(3)平板車P的長度L。參考答案課時規(guī)范練20動量守恒定律及其應用1.D解析圖甲所示撐竿跳運動員在離開地面向上運動的過程中由于還受到竿的作用力,機械能不守恒,A錯誤;圖乙中因蹦床和運動員系統(tǒng)受到的外力的矢量和不為零,故運動員和蹦床組成的系統(tǒng)動量不守恒,B錯誤;圖丙中跳傘運動在勻速下降的過程中受空氣阻力作用運動員和降落傘組成的系統(tǒng)機械能不守恒,C錯誤;圖丁所示打臺球的運動過程中,兩個臺球組成的系統(tǒng)在碰撞的一瞬間內(nèi)力遠大于外力,系統(tǒng)動量近似守恒,D正確。2.B解析兩運動員相互作用的過程系統(tǒng)動量守恒,則有m1v1=(m1+m2)v2,解得v2=1.2m/s,故選B。3.A解析根據(jù)動量守恒定律得m0v0=m(-v1)+(m0-m)v,則噴氣后導彈相對地面的速率v=m0v0+4.D解析設羽毛球擊中紙箱的初速度為v,羽毛球剛擊中紙箱后的瞬間與紙箱一起滑行的速度為v',由動量守恒定律可得mv=(m+m0)v',羽毛球與紙箱一起滑行時,由機械能守恒定律可得12(m+m0)v'2=(m+m0)μgL,解得v=100m/s,故選D5.B解析由題圖乙可知,小車的加速度大小大于兒童的加速度大小,在運動過程中,小車與兒童間的相互作用力大小相等,即合力大小相等,由牛頓第二定律可知,小車的質(zhì)量小于兒童的質(zhì)量,故A錯誤;兒童走動后,兒童和小車的速度方向相同,由動量守恒可知,兒童和小車都向右運動,只是兒童的速度比小車的小,則兒童相對小車向左運動,故B正確;兒童走動過程,兒童和小車的總動能增加,故C錯誤;由于兒童向右做減速運動,則小車對兒童的摩擦力向左,小車對兒童的支持力豎直向上,所以合力斜向左上方,合力的沖量方向斜向左上方,故D錯誤。6.B解析小球由靜止擺到最低點過程中,由機械能守恒定律有12m1v02=m1gh(1-cos60°),解得v0=25m/s,小球與小物塊發(fā)生碰撞后,小物塊恰好脫離半圓柱體,則有m2g=m2v22R,得v2=2m/s,若碰撞為彈性碰撞,由動量守恒定律和能量守恒定律有m1v0=m1v1+m2v2,12m1v02=12m1v12+12m2v22,則v2=2m1m1+m2v0,即2m1m1+m2=v2v0=15,整理得m1m2=0.29,若碰撞為完全非彈性碰撞,則碰后合為一體,由動量守恒定律得m1v0=(m1+m27.C解析從滑塊開始運動到速度為零的過程中,由動量守恒定律得(2m-m)v0=2mv1,解得v1=12v0,從開始到二者速度相同的過程中,由動量守恒定律得(2m-m)v0=(2m+m)v2,解得v2=13v0,木板加速度a=μmg2m=12μg,8.BC解析系統(tǒng)所受外力的合力為零,系統(tǒng)的動量守恒,初狀態(tài)木箱有向左的動量,小物塊動量為零,故系統(tǒng)總動量向左,系統(tǒng)內(nèi)部存在摩擦力,阻礙兩物體間的相對滑動,最終小物塊和木箱相對靜止,因為系統(tǒng)的總動量守恒,不管中間過程如何相互作用,根據(jù)動量守恒定律知,最終兩物體以相同的速度一起向左運動,故A錯誤;規(guī)定向左為正方向,由動量守恒定律得m0v0=(m0+m)v,則得最終系統(tǒng)的速度為v=m0v0m0+m,方向向左,最終小物塊和木箱組成的系統(tǒng)損失的機械能為ΔE=12m0v02-12(m0+m)v2=m0v023,故B正確;系統(tǒng)動量守恒,以向左為正方向,木箱速度水平向左、大小為v02時,由動量守恒定律得m0v0=m0v02+mv2,解得v2=v04,故C正確;系統(tǒng)動量守恒,以向左為正方向,木箱速度水平向右、大小為v03,根據(jù)動量守恒定律有m0v9.C解析因滑塊不固定,繩下擺過程中,繩的拉力對滑塊做正功,對小球做負功,A錯誤;下擺過程,系統(tǒng)機械能守恒,有mgL=12m0v12+12mv22,水平方向動量守恒,0=m0v1-mv2,小球由最低點向左擺到最高點,機械能守恒,有12mv22=mgL(1-cos60°),聯(lián)立解得m0=m,B錯誤;由動量守恒m0xt-mL-xt=0,解得10.BD解析該過程動量守恒,有2mv0=2mv+mv0,解得v=12v0,A錯誤,B正確;A、B、C組成的系統(tǒng)損失的機械能為ΔEk=12m(2v0)2-12·2m12v02-12m11.答案(1)9v05(2)12解析(1)設三者最后的共同速度為v共,取向右為正方向,細繩斷開彈簧釋放的過程由動量守恒有(mA+mB)v0=mAvA+mBvBB與C碰撞的過程有mBvB=(mB+mC)v共整個過程三者動量守恒有(mA+mB)v0=(mA+mB+mC)v共解得v共=3v05,vA=3v05(2)彈簧釋放的能量為ΔEp=12mAvA2+12mBvB解得ΔEp=1225(3)只有B與C碰撞過程中機械能有損失,則損失的機械能為ΔE=12mBvB2-12(解得ΔE=272512.答案(1)gR(2)2gR3μg解析(1)小球由靜止擺到最低點的過程中,根