高考物理總復習專題六動量第2講動量守恒定律練習含答案

知識鞏固練1.(多選)我國女子短道速滑隊在世錦賽上實現(xiàn)了女子3000m接力三連冠.如圖所示，觀察發(fā)現(xiàn)，接棒的運動員甲提前站在準備交棒的運動員乙前面，并且開始向前滑行，待乙追上甲時，乙猛推甲一把，使甲獲得更大的速度向前沖出.在乙推甲的過程中，忽略運動員與冰面間在水平方向上的相互作用，則()A.甲對乙的沖量大小一定等于乙對甲的沖量大小B.甲、乙的動量變化一定大小相等方向相反C.甲的動能增加量一定等于乙的動能減少量D.甲對乙做多少負功，乙對甲就一定做多少正功【答案】AB2.如圖所示，質(zhì)量m＝60kg的人，站在質(zhì)量M＝300kg的車的一端，車長L＝3m，相對于地面靜止.當車與地面間的摩擦可以忽略不計時，人由車的一端走到另一端的過程中，車將()A.后退0.5m B.后退0.6mC.后退0.75m D.一直勻速后退【答案】A3.(多選)如圖，一子彈水平飛行擊穿一塊原靜止在光滑水平面上的木塊，在子彈穿透木塊的過程中()A.子彈和木塊所受的沖量大小相等B.子彈和木塊的速度的變化量大小相等C.子彈和木塊的動量變化量大小相等D.子彈和木塊的動能變化量絕對值相等【答案】AC4.(2022年深圳模擬)如圖甲所示，光滑水平面上有a、b兩個小球，a球向b球運動并與b球發(fā)生正碰，其碰前和碰后的s-t圖像如圖乙所示，已知ma＝5kg.則b球的質(zhì)量為()A.mb＝1kg B.mb＝2kgC.mb＝3kg D.mb＝4kg【答案】A【解析】根據(jù)s-t圖像，碰前b球靜止，a球做勻速直線運動，速度為va＝6m1s＝6m/s，碰后兩小球共速，依舊做勻速直線運動，速度為v＝11m-6m2s-1s＝5m/s，根據(jù)動量守恒定律有mava+0＝(ma+mb)v，解得5.如圖所示，在光滑的水平面上放有一物體M，M上有一光滑的半圓弧軌道，軌道半徑為R，最低點為C，兩端A、B等高，現(xiàn)讓小滑塊m從A點由靜止開始下滑，則在此后的過程中()A.M和m組成的系統(tǒng)機械能守恒，動量守恒B.M和m組成的系統(tǒng)機械能守恒，動量不守恒C.m從A到C的過程中M向左運動，m從C到B的過程中M向右運動D.m從A到B的過程中，M運動的位移為mR【答案】B【解析】M和m組成的系統(tǒng)機械能守恒，總動量不守恒，但水平方向動量守恒，A錯誤，B正確；m從A到C過程中，M向左加速運動，當m到達C處時，M向左速度最大，m從C到B過程中，M向左減速運動，C錯誤；在m從A到B過程中，有MxM＝mxm，xM+xm＝2R，得xM＝2mRm+M6.(2023年廣州三十五中模擬)甲、乙兩人站在光滑的水平冰面上，他們的質(zhì)量都是M，甲手持一個質(zhì)量為m的球，現(xiàn)甲把球以相對地面為v的速度傳給乙，乙接球后又以相對地面為2v的速度把球傳回甲，甲接到球后，甲、乙兩人的速度大小之比為()A.2MM-mC.M+m3M【答案】D【解析】以甲拋球時球的速度方向為正方向，以甲與球組成的系統(tǒng)為研究對象，甲拋球的過程中系統(tǒng)動量守恒，由動量守恒定律得mv-Mv1＝0，以乙與球組成的系統(tǒng)為研究對象，乙接球的過程中系統(tǒng)動量守恒，由動量守恒定律得mv＝(m+M)v2，乙拋球的過程中系統(tǒng)動量守恒，由動量守恒定律得(m+M)v2＝-m·2v+Mv2'，甲接球的過程中系統(tǒng)動量守恒，由動量守恒定律得-Mv1-m·2v＝-(m+M)v1'，解得v1'＝3mvm+M，v2'＝3mvM綜合提升練7.如圖所示，粗糙斜面與光滑水平面通過光滑小圓弧平滑連接，斜面傾角θ＝37°.小滑塊(可看作質(zhì)點)A的質(zhì)量mA＝1kg，小滑塊B的質(zhì)量mB＝0.5kg，其左端連接一輕質(zhì)彈簧.若滑塊A在斜面上受到F＝2N、方向垂直斜面向下的恒力作用時，恰能沿斜面勻速下滑.現(xiàn)撤去F，讓滑塊A從距斜面底端L＝2.4m處，由靜止開始下滑.g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：(1)滑塊A與斜面間的動摩擦因數(shù)；(2)撤去F后，滑塊A到達斜面底端時的速度大小；(3)滑塊A與彈簧接觸后的運動過程中彈簧的最大彈性勢能.【答案】解：(1)滑塊A沿著斜面勻速下滑時受力如圖甲所示，由平衡條件知mAgsinθ＝f，N＝mAgcosθ+F，f＝μN，解得μ＝mAgsinθF(2)滑塊A沿斜面加速下滑時受力如圖乙所示，設滑塊A滑到斜面底端時速度為v0，根據(jù)動能定理，有(mAgsinθ-μmAgcosθ)L＝12mAv代入數(shù)據(jù)解得v0＝2.4m/s.(3)把A、B和彈簧作為一個系統(tǒng)，A、B運動過程中系統(tǒng)動量守恒.當A、B速度相同時彈簧的彈性勢能最大，設A、B共同的速度為v，彈簧的最大彈性勢能為Ep，根據(jù)動量守恒定律，有mAv0＝(mA+mB)v，根據(jù)能量守恒定律，有Ep＝12mAv02-12(mA+代入數(shù)據(jù)解得Ep＝0.96J.8.(2023年茂名二模)如圖所示，超市為節(jié)省收納空間，常常將手推購物車相互嵌套進行收納.質(zhì)量均為m＝16kg的兩輛購物車相距L1＝1m靜止在水平面上.第一輛車在工作人員猛推一下后，沿直線運動與第二輛車嵌套在一起，繼續(xù)運動了L2＝1.25m后停了下來.人推車時間、兩車相碰時間極短，可忽略，車運動時受到的阻力恒為車重的k＝0.25倍，重力加速度g取10m/s2，求：(1)兩輛車從嵌套后運動到停下來所用時間；(2)兩輛車在嵌套過程中損失的機械能；(3)工人對第一輛車所做的功.解：(1)對整體，由牛頓第二定律k×2mg＝2ma，解得a＝2.5m/s2，逆向過程L2＝12at2得t＝1s.(2)嵌套后，對整體有0＝v2-at，得v2＝2.5m/s，嵌套過程中mv1＝2mv2，得v1＝5m/s，在嵌套過程中損失的機械能ΔE＝12mv12-12×2m(3)對小車W-kmgL1＝12m解得W＝240J.9.如圖所示，光滑水平面上有一質(zhì)量為mA＝0.9kg、帶有半徑為R＝0.5m的14光滑圓弧的小車A，圓弧的下端出口切線水平，緊靠著小車A的左側(cè)有質(zhì)量為mB＝0.1kg的木板B.一質(zhì)量為mC＝0.1kg、可以視為質(zhì)點的滑塊C，從圓弧最高點無初速度釋放，圓弧下端出口到B上表面的高度差為h＝0.8m.若滑塊C落到木板B上不反彈只相對滑動，已知C與B之間的動摩擦因數(shù)為0.5，重力加速度為g取10m/s2.(1)滑塊C碰到木板B之前的速度大??；(2)木板長度至少要多長，滑塊C才不會從木板B上滑落？解：(1)由于滑塊和小車在水平方向不受外力作用，所以滑塊和小車系統(tǒng)在水平方向動量守恒0＝mCvC-mAvA，水平面和圓弧光滑，由機械能守恒得mCgR＝12mCvC2+聯(lián)立解得滑塊到小車最低點時的速度為vC＝3m/s.滑塊離開小車后做平拋運動，落到木板上時豎直方向的速度為vB2＝2gh，vB＝4m/滑塊落到木板上的速度為v＝vC2+vB2＝32(2)C下滑過程中，A、C系統(tǒng)水平方向動量守恒，根據(jù)0＝mCxC-mAxA，整理可得mCxC＝mAxA，其中xA、xC是A、C的水平位移，由幾何關(guān)系可知xC+xA＝R，解得A向右后退的距離xA＝0.05m，由題可知，滑塊落到木板上后豎直方向的速度為零，那么滑塊落到木板上后的速度為vC＝3m/s，滑塊的加速度大小為aC＝μmCgmC＝μg＝5木板的加速度為aB＝μmCgmB＝μg＝5滑塊在木板上做勻減速直線運動，木板做勻加速直線運動，當滑塊和木板速度相同時有v共＝vC-aCt＝aBt，解得滑塊和木板共速時的速度為v共＝1.5m/