專題07 動量(2)(解析版)

A．極板間電場的分布。帶電環(huán)進入電容器后距左極板的最小距離為2,則下列正確的是()B．A．極板間電場的分布。帶電環(huán)進入電容器后距左極板的最小距離為2,則下列正確的是()B．C．D．帶電環(huán)減少的動能大于電容器增加的動能專題07動量(2)二、多項選擇題：(在每小題給出的四個答案之中，有多個選項正確)1、如圖所示，電容器固定在一個絕緣座上，絕緣座放在光滑水平面上，平行板電容器板間距離為d,右極板有一小孔，通過孔有絕緣桿，左端固定在左極板上，電容器極板連同底座、絕緣桿總質(zhì)量為M。給電容器充電后，有一質(zhì)量為m的帶正電環(huán)恰套在桿上以某一速度v°對準小孔向左運動，設(shè)帶電環(huán)不影響電容器mv帶電環(huán)與左極板相距最近時的速度v=才md此過程中電容器移動的距離x=2(M+m)mMv2此過程中電勢能的變化量Ep=2(m+m)【答案】BCD?！窘馕觥肯到y(tǒng)動量守恒mv0【解析】系統(tǒng)動量守恒mv0=(M+m)v,解得vmv0M+，因此A錯誤。電容器向左勻加速直線運動m0+v0+vX= 2t帶電環(huán)向左勻減速直線運動X+L-id'2丿v+v md關(guān)立解得x=2(m+m)，因此B正確。系統(tǒng)減少的動能轉(zhuǎn)化為電勢能E=p1mv220正確。系統(tǒng)減少的動能轉(zhuǎn)化為電勢能E=p1mv2202如+m兒2聯(lián)立得Ep=2(m+m)，因此C正確。由能量守恒知帶電環(huán)動能的減少量等于電容器動能的增加量和小球電勢能的增加量之和。因此D正確。故本題選BCD?！究键c】動力學三大觀點；【難度】較難2、右端帶有1光滑圓弧軌道質(zhì)量為M的小車靜置于光滑水平面上，如圖所示。一質(zhì)量為m的小球以速度v0水平?jīng)_上小車,關(guān)于小球此后的運動情況,下列正確的是（）小球可能從圓弧軌道上端拋出而不再回到小車小球可能離開小車水平向左做平拋運動小球可能離開小車做自由落體運動小球可能離開小車水平向右做平拋運動【答案】BCD。【解析】如果小球初速度較大，小球運動小車的最高點后會相對小車豎直上拋運動，球車水平速度相同，小球離開小車后，還會落回小車，因此A錯誤。選初速度方向為正方向，全過程系統(tǒng)水平方向動量守恒一1 1 1o （m-M）mv0=mvi+Mv2，系統(tǒng)機械能守恒mv2=mv2+Mv2,聯(lián)立得v= V，如果v1的方向水0 1 2 2 0 2 1 2 2 im+M0 1平向左，小球離開小車會向左做平拋運動，因此B正確。如果v1=0，小球離開小車會做自由落體運動，因此C正確。如果小球v]的方向水平向右，小球離開小車會向右做平拋運動，因此D正確。故本題選BCD?！究键c】彈性碰撞；多值問題【難度】較難3、 兩個小球A、B在光滑水平面上相向運動，已知它們的質(zhì)量分別是m]=4kg，m2=2kg，A的速度v1=3m/s（設(shè)為正），B的速度v2=-3m/s,則它們發(fā)生正碰后，其速度可能是（）A.均為1m/s B.+4m/s和一5m/sC．＋2m/s和-1m/sD．-1m/s和＋5m/s【答案】AD?！窘馕觥靠疾榕鲎驳娜笤瓌t：動量守恒、動能不增和速度合理。A和D滿足三大原則，因此AD正確。B答案碰后總動能增加，因此B錯誤。C答案速度不合理，此時兩球還沒碰完，因此C錯誤。故本題選AD?！究键c】碰撞的可能性【難度】中等4、 人的質(zhì)量m=60kg，船的質(zhì)量M=240kg，若船用纜繩固定，船離岸1.5m時，人可以躍上岸。若撤去纜繩，如圖所示，人要安全躍上岸，船離岸至多為（不計水的阻力，兩次人消耗的能量相等，兩次從離開船到躍上岸所用的時間相等）（ ）A．1.5m B．1.2mC．1.34m D．1.1m【答案】Co【解析】選人運動的方向為正方向，由動量守恒知0=mvi-Mv2。兩次人消耗的能量相等，故人跳起時的動111MvMx能不變，由能量守恒知mV2=mv2+Mv2，聯(lián)立解得v= —,x1=vt= —=2。 2122 1M+m1 1M+m240?1.5=1.34m,因此C正確。故本題選Co240+60【考點】人船模型；能量守恒【難度】中等5、質(zhì)量為m、半徑為R的小球，放在半徑為2R、質(zhì)量為2m的大空心球內(nèi)，大球開始靜止在光滑水平面上。當小球從如圖所示的位置無初速度沿內(nèi)壁滾到最低點時，大球移動的距離是( )

a.2c.Ra.2c.RD．【答案】B?！窘馕觥勘绢}關(guān)鍵是分清過程。如果大球不動，小球向右的水平距離大小是R,實際上水平距離R是大小兩球共同完成的。水平方向平均動量守恒知0xx=m球共同完成的。水平方向平均動量守恒知0xx=m-2m—且ttR=x+x解得X=一m R=R，因此B正確。故本題選B。大m+2m3【考點】人船模型；類比法【難度】中等6、一粒鋼珠從靜止狀態(tài)開始自由下落，然后陷入泥潭中，若把在空氣中下落的過程稱為I,進入泥潭直到停止的過程稱為II,下列正確的是（）過程I鋼珠動量的改變量等于重力的沖量過程II中阻力的沖量的大小等于過程I中重力的沖量的大小過程II中損失的機械能等于過程I中鋼珠所增加的動能過程II中鋼珠動量的改變量小于阻力的沖量【答案】AD?！窘馕觥窟^程I中由動量定理知鋼珠動量的改變量等于重力的沖量，因此A正確。規(guī)定豎直向上為正方向,全過程由動量定理知I阻-mgt1-mgt2=0，可知【阻=mgt]+mgt2，因此B錯誤。由能量守恒知，過程II中損失的機械能等于過程II損失的重力勢能和過程I中增加的動能之和，因此C錯誤。故本題選A。規(guī)定豎直向上為正方向，過程II中由動量定理知I阻-mgt2=AP，因此D正確。故本題選AD?！究键c】動量定理；能量守恒【難度】中等7、 質(zhì)量為m的物體以初速度v0開始做平拋運動，經(jīng)過時間t,下降的高度為h,速度變?yōu)関,在這段時間內(nèi)物體動量變化量的大小可能是( )A．m(v－v0) B．mgtC.m"Jv2—v2 D.m、j2gh【答案】BCD?！窘馕觥勘绢}是思考角度不同造成多值。由公式Ap=mAv=mVy=m.'v2—v0=m-j2gh，因此C和D正確。A是代數(shù)差，應(yīng)該是矢量差，因此A錯誤。由動量定理I合=人卩知Ap=mgt，因此B正確。故本題選BCD?！究键c】動量定理；多值問題【難度】較難8、 如圖所示，質(zhì)量為m的子彈以速度v0水平擊穿放在光滑水平地面上的木塊。木塊長L,質(zhì)量為M,木塊對子彈的阻力恒定不變。子彈穿過木塊后木塊獲得動能為Ek,若只有木塊或子彈的質(zhì)量發(fā)生變化，但子彈仍穿過。則( )□中-7777777777777777^777777M不變、m變小，則木塊獲得的動能一定變大M不變、m變大，則木塊獲得的動能可能變大m不變、M變小，則木塊獲得的動能一定變大m不變、M變大，則木塊獲得的動能可能變大【答案】AC。解析】(1)當子彈的質(zhì)量m變化時，由于子彈所受的阻力恒定，則子彈的加速度將隨著質(zhì)量減小的而變大，而木塊的加速度恒定，兩者的速度圖象如圖所示。設(shè)木塊的長度為L,則當子彈穿出時，子彈的位移比木塊的位

移大了L,由速度圖象可知，子彈的速度曲線與木塊的速度曲線所圍成的梯形面積在數(shù)值上等于L。由圖象可知，當子彈質(zhì)量小時，穿出木塊的時間t2大于質(zhì)量大時穿出木塊的時間t］。則木塊的速度將變大，動能也將增大。因此A正確B錯誤.(2)當子彈的質(zhì)量m不變，子彈的加速度不變，木塊的加速度將隨著木塊質(zhì)量的減小而增大。當子彈穿出時，子彈的位移比木塊的位移大了L，由速度圖象可知，子彈的速度曲線與木塊的速度曲線所圍成的梯形面積在數(shù)值上等于L。當木塊質(zhì)量小時，穿出木塊的時間t2,大于質(zhì)量大時穿出木塊的時間t,，則木塊獲得的位移也將變大，那么子彈對木塊的作用力做的功也在增大，所以木塊獲得的動能一定變大。因此C正確D錯誤。故本題選AC?！究键c】速度圖象；子彈打木塊問題【難度】較難9、質(zhì)量為M、內(nèi)壁間距為L的箱子靜止于光滑的水平面上，箱子中間有一質(zhì)量為m的小物塊，小物塊與箱子底板間的動摩擦因數(shù)為卩。如圖所示，初始時小物塊停在箱子正中間，現(xiàn)給小物塊一水平向右的初速度V,小物塊與箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中間，井與箱子保持相對靜止。設(shè)碰撞都是彈性的，則整個過程中，系統(tǒng)損失的動能為()過程中，系統(tǒng)損失的動能為()1A1A.2 mV 2L-iMmV2

2(m+M)C.2C.2NymgLD.N^mgL【答案】BD。1恒知mv2【解析】本題思考角度的不同造成多值，注意觀察法找個性。由動量守恒知mv=(M+m)1恒知mv2=2G+mV共+AE損，聯(lián)立解得AEk損=MmVM)，因此B正確。由能量守恒知系統(tǒng)損2 共 k損 k損2(m+M)失的動能轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能，由功能關(guān)系知系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能等于系統(tǒng)克服滑動摩擦力做的功，則有Q=NymgL,因此D正確。故本題選BD?！究键c】碰撞問題；多值問題【難度】中等10、第二屆進博會于2019年11月在上海舉辦，會上展出了一種乒乓球陪練機器人，該機器人能夠根據(jù)發(fā)球人的身體動作和來球信息，及時調(diào)整球拍將球擊回。若機器人將乒乓球以原速率斜向上擊回，球在空中運動一段時間后落至對方的臺面上，忽略空氣阻力和乒乓球的旋轉(zhuǎn)。下列說法正確的是（）擊球過程合外力對乒乓球做功為零擊球過程合外力對乒乓球的沖量為零在上升過程中，乒乓球處于失重狀態(tài)在下落過程中，乒乓球處于超重狀態(tài)【答案】AC?！窘馕觥科古仪虮粨艋睾笞鲂睊佭\動，擊球過程由動能定理知W合=AEk=O,因此A正確。擊球過程由動量定理知I合=AP^0,因此B錯誤。斜拋運動的全過程加速度是重力加速度，處于完全失重狀態(tài)，因此C正確。故本題選AC。【考點】兩大定理；失重【難度】中等11、物體在做下面幾種運動時，物體在任何相等的時間內(nèi)動量的變化總是相等的是（ ）做勻變速直線運動B.做豎直上拋運動C.做平拋運動 D.做勻速圓周運動【答案】ABC。【解析】動量的變化是矢量，由動量定理知Ap=F合At，ABC選項的合外力都是恒力且時間相等，因此ABC正確。勻速圓周運動的合外力大小不變方向變，合外力是變力，因此D錯誤。故本題選ABC?！究键c】動量定理；多值問題【難度】中等12、靜止在光滑水平面上的物體，受到水平拉力F的作用，拉力F隨時間t變化的圖象如圖所示。則下列說法中正確的是（ ）A.0?4s內(nèi)物體的位移為零 B.0?4s內(nèi)拉力對物體做功為零C.4s末物體的動量為零 D.0?4s內(nèi)拉力對物體的沖量為零【答案】BCD。【解析】由圖象可知0-2s物體向負方向勻加速直線，0時刻物體速度為零。2s-4s物體向負方向做勻減速直線，4s末物體速度為零，因此C正確。最好畫出速度圖象，切忌憑感覺認為2s末物體速度立即反向。位移一直增大，因此A錯誤。由動能定理知W合=△Ek=0-0=0,因此B正確。由動量定理知I合=人卩=0-0=0，因此D正確。故本題選BCD?！究键c】動力學圖象問題；兩大定理【難度】中等13、幾個水球可以擋住一顆子彈？（國家地理頻道）的實驗結(jié)果是：四個水球足夠！完全相同的水球緊挨在-起水平排列，子彈在水球中沿水平方向做勻變速直線運動，恰好能穿出第4個水球。下列正確的是（ ）子彈在每個水球中的速度變化相同子彈在每個水球中運動的時間不同每個水球?qū)ψ訌椀臎_量不同子彈在毎個水球中的動能變化相同【答案】BCD?！窘馕觥吭O(shè)水球直徑為d子彈的運動是勻減速直線，直到末速度為零。運用逆向思維法，等效為初速度為零的向左勻加速直線，由v2-02=2a?nd知頭幾個相等位移的末速度之比是自然數(shù)平方根比，故子彈在每個水球中的速度變化量之比是（2-<3）：（3-叮2）：（丫2-1）：1,因此A錯誤。連續(xù)相等位移所用時間之比是平方根差比（2-73）：（3八2）：（遠-1）：1，因此B正確。由沖量公式I=Ft知，作用力相同且運動的時間不同，故沖量不同，因此C正確。由動能定理^Ek=W合=-Ff?d知毎個水球中摩擦力對子彈做的功相等，動能變化相同，因此D正確。故本題選BCD。【考點】勻變速直線推論；沖量【難度】較難14、如圖所示，橫截面為三角形、兩種材料拼接而成的斜面體，BD界面平行于底邊CE,兩側(cè)面與水平面間夾角分別為a和卩，且a<卩。已知小物體P從A點由靜止沿左側(cè)面加速下滑至B點，又勻速到C點，所用時間為t1、合外力對P做功為W1、摩擦力的沖量為I］、支持力的沖量為I2;若該小物體從A點沿右側(cè)面下滑，所用時間為t2、合外力對P做功為W2、摩擦力對P的沖量為13、支持力對P的沖量為I4，則列判定正確的是()A．t1>t2 B．I1>I3C．I2>I4 D．W1>W2【答案】ABC?！窘馕觥课矬w下滑過程由牛頓第二定律mgsinO-ymgcosO=ma知a=gsin0-ggco0,由運動學公式知h1=at2又a<卩，聯(lián)立得t1>t2，因此A正確。由物塊左側(cè)斜面的運動可知卩ab<Pbc，BC段下滑力sin0 2與摩擦力平衡。右側(cè)斜面的傾角增大，下滑力增大，滑動摩擦力減小，故物塊在右側(cè)斜面一直加速下滑；右側(cè)斜面的滑動摩擦力比左側(cè)對應(yīng)位置小，用時也短，故I]>I3，因此B正確。由支持力FN=mgcos0和a邙知Fn左>Fn右且t]>t2,故I2>I4;因此C正確。在斜面上克服摩擦力做功Wf=ymgX(X為對應(yīng)的水平位移)，可知WfAB>WfAD、WfBC>WfDE，斜面上的全過程重力做功相同，因此W1<W2，因此D錯誤。故本題選ABC。【考點】動力學三大觀點【難度】較難15、如圖甲所示，一輕質(zhì)