《2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練44 動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用(選修3-5)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練44 動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用(選修3-5)(7頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練44 動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用(選修3-5)
一、選擇題
1.(多選)下列四幅圖所反映的物理過(guò)程中,系統(tǒng)動(dòng)量守恒的是( )
解析:A中子彈和木塊的系統(tǒng)在水平方向不受外力,豎直方向所受合力為零,系統(tǒng)動(dòng)量守恒;B中在彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)過(guò)程中,系統(tǒng)在水平方向始終受墻的作用力,系統(tǒng)動(dòng)量不守恒;C中木球與鐵球的系統(tǒng)所受合力為零,系統(tǒng)動(dòng)量守恒;D中木塊下滑過(guò)程中,斜面始終受擋板作用力,系統(tǒng)動(dòng)量不守恒,選項(xiàng)A、C正確.
答案:AC
2.(xx·天津卷)我國(guó)女子短道速滑隊(duì)在xx年世錦賽上實(shí)現(xiàn)女子3000 m接力三連冠.
觀察發(fā)現(xiàn),“接棒”的運(yùn)動(dòng)員甲
2、提前站在“交棒”的運(yùn)動(dòng)員乙前面,并且開(kāi)始向前滑行,待乙追上甲時(shí),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(guò)程中,忽略運(yùn)動(dòng)員與冰面間在水平方向上的相互作用,則( )
A.甲對(duì)乙的沖量一定等于乙對(duì)甲的沖量
B.甲、乙的動(dòng)量變化一定大小相等方向相反
C.甲的動(dòng)能增加量一定等于乙的動(dòng)能減少量
D.甲對(duì)乙做多少負(fù)功,乙對(duì)甲就一定做多少正功
解析:沖量是矢量,甲對(duì)乙的沖量與乙對(duì)甲的沖量大小相等,方向相反,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;甲、乙間相互作用力大小相等,方向相反,因此沖量等大反向,由動(dòng)量定理可知,動(dòng)量變化等大反向,選項(xiàng)B正確;甲、乙的動(dòng)能變化量的大小等于甲、乙各自所受的合力做的功,兩者的合力
3、做功不一定相等,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;甲對(duì)乙與乙對(duì)甲的作用力等大反向,但沿作用力方向甲、乙的位移不一定相等,所以做功大小不一定相等,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
答案:B
3.(xx·福建卷)一枚火箭搭載著衛(wèi)星以速率v0進(jìn)入太空預(yù)定位置,
由控制系統(tǒng)使箭體與衛(wèi)星分離.已知前部分的衛(wèi)星質(zhì)量為m1,后部分的箭體質(zhì)量為m2,分離后箭體以速率v2沿火箭原方向飛行,若忽略空氣阻力及分離前后系統(tǒng)質(zhì)量的變化,則分離后衛(wèi)星的速率v1為( )
A.v0-v2 B.v0+v2
C.v0-v2 D.v0+(v0-v2)
解析:忽略空氣阻力和質(zhì)量損失,系統(tǒng)動(dòng)量守恒,有(m1+m2)v0=m2v2+m1v1,解得v1=v
4、0+(v0-v2),D正確.
答案:D
4.在光滑的水平面上有a、b兩球,其質(zhì)量分別為ma、mb,兩球在t0時(shí)刻發(fā)生正碰,并且在碰撞過(guò)程中無(wú)機(jī)械能損失,兩球碰撞前后的速度—時(shí)間圖象如圖所示,下列關(guān)系中正確的是( )
A.ma>mb B.ma
5、10 m/s2,則安全帶所受的平均沖力的大小為( )
A.500 N B.600 N C.1100 N D.100 N
解析:安全帶長(zhǎng)5 m,人在這段距離上做自由落體運(yùn)動(dòng),獲得速度v==10 m/s.受安全帶的保護(hù)經(jīng)1.2 s速度減小為0,對(duì)此過(guò)程應(yīng)用動(dòng)量定理,以向上為正方向,有(F-mg)t=0-(-mv),則F=+mg= N+60×10 N=1100 N.
答案:C
6.如圖所示,
質(zhì)量為M的盒子放在光滑的水平面上,盒子內(nèi)表面不光滑,盒內(nèi)放有一塊質(zhì)量為m的物體,某時(shí)刻給物體一個(gè)水平向右的初速度v0,那么在物體與盒子前后壁多次往復(fù)碰撞后( )
A.兩者的速度均為
6、零
B.兩者的速度總不會(huì)相等
C.盒子的最終速度為,方向水平向右
D.盒子的最終速度為,方向水平向右
解析:由于盒子內(nèi)表面不光滑,在多次碰后物體與盒相對(duì)靜止,系統(tǒng)摩擦力和碰撞作用力為內(nèi)力、系統(tǒng)合外力為零,所以動(dòng)量守恒:mv0=(M+m)v′,解得:v′=,故D正確.
答案:D
7.(多選)如圖所示,
小車(chē)在光滑水平面上向左勻速運(yùn)動(dòng),輕質(zhì)彈簧左側(cè)固定在A點(diǎn),物體用細(xì)線拉在A點(diǎn)將彈簧壓縮,某時(shí)刻線斷了,物體沿車(chē)滑動(dòng)到B端粘在B端的油泥上,取小車(chē)、物體和彈簧為一個(gè)系統(tǒng),下列說(shuō)法正確的是( )
A.若物體滑動(dòng)中不受摩擦力,全過(guò)程機(jī)械能守恒
B.若物塊滑動(dòng)中有摩擦力,全過(guò)程動(dòng)量守
7、恒
C.不論物體滑動(dòng)中有沒(méi)有摩擦,小車(chē)的最終速度與斷線前相同
D.不論物體滑動(dòng)中有沒(méi)有摩擦,系統(tǒng)損失的機(jī)械能相同
解析:系統(tǒng)水平方向不受外力(即使有摩擦,物體與小車(chē)間的摩擦力為內(nèi)力),故全過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)量守恒,小車(chē)的最終速度與線斷前相同,選項(xiàng)B、C正確;由于物體粘在B端的油泥上,即物體與小車(chē)發(fā)生完全非彈性碰撞,有機(jī)械能損失,故全過(guò)程機(jī)械能不守恒,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;無(wú)論有無(wú)摩擦,系統(tǒng)初、末動(dòng)能相同,損失的機(jī)械能即為斷線前的彈性勢(shì)能,故D對(duì).
答案:BCD
8.(xx·重慶卷)一彈丸在飛行到距離地面5 m高時(shí)僅有水平速度v=2 m/s,爆炸成為甲、乙兩塊水平飛出,甲、乙的質(zhì)量比為3∶1.不計(jì)質(zhì)量損
8、失,取重力加速度g=10 m/s2,則下列圖中兩塊彈片飛行的軌跡可能正確的是( )
解析:設(shè)彈丸爆炸前質(zhì)量為m,爆炸成甲、乙兩塊后質(zhì)量比為3∶1,可知m甲=m,m乙=m.設(shè)爆炸后甲、乙的速度分別為v1、v2,爆炸過(guò)程中甲、乙組成的系統(tǒng)在水平方向動(dòng)量守恒,取彈丸運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?,有mv=mv1+mv2,得3v1+v2=8.爆炸后甲、乙兩彈片水平飛出,做平拋運(yùn)動(dòng).豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),h=gt2,可得t==1 s;水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),x=vt,所以甲、乙飛行的水平位移大小與爆炸后甲、乙獲得的速度大小在數(shù)值上相等,因此也應(yīng)滿(mǎn)足3x1+x2=8,從選項(xiàng)圖中所給數(shù)據(jù)可知,B正確.
答案:
9、B
9.(xx·江南“十校”聯(lián)考)A、B兩球在光滑水平面上沿同一直線、同一方向運(yùn)動(dòng),mA=1 kg,mB=2 kg,vA=6 m/s,vB=2 m/s.當(dāng)A追上B并發(fā)生碰撞后,A、B兩球速度的可能值是( )
A.vA′=5 m/s,vB′=2.5 m/s
B.vA′=2 m/s,vB′=4 m/s
C.vA′=-4 m/s,vB′=7 m/s
D.vA′=7 m/s,vB′=1.5 m/s
解析:雖然題給四個(gè)選項(xiàng)均滿(mǎn)足動(dòng)量守恒定律,但A、D兩項(xiàng)中,碰后A的速度vA′大于B的速度vB′,必然要發(fā)生第二次碰撞,不符合實(shí)際,即A、D項(xiàng)錯(cuò)誤;C項(xiàng)中,兩球碰后的總動(dòng)能Ek后=mAv′+mB
10、v′=57 J,大于碰前的總動(dòng)能Ek前=22 J,違背了能量守恒,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;而B(niǎo)項(xiàng)既符合實(shí)際情況,也不違背能量守恒,選項(xiàng)B正確.
答案:B
二、非選擇題
10.某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn):在小車(chē)A的前端粘有橡皮泥,推動(dòng)小車(chē)A使之做勻速運(yùn)動(dòng),然后與原來(lái)靜止在前方的小車(chē)B相碰并粘合成一體,繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng).他設(shè)計(jì)的裝置如圖甲所示.在小車(chē)A后連著紙帶,電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50 Hz,長(zhǎng)木板下墊著小木片以平衡摩擦力.
(1)若已測(cè)得打點(diǎn)紙帶如圖乙所示,并測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距(已標(biāo)在圖上).A為運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn),則應(yīng)選________段來(lái)計(jì)算A碰前的速度,應(yīng)選__
11、______段來(lái)計(jì)算A和B碰后的共同速度(以上兩空選填“AB”“BC”“CD”或“DE”).
(2)已測(cè)得小車(chē)A的質(zhì)量m1=0.4 kg,小車(chē)B的質(zhì)量m2=0.2 kg,則碰前兩小車(chē)的總動(dòng)量為_(kāi)_______kg·m/s,碰后兩小車(chē)的總動(dòng)量為_(kāi)_______kg·m/s.
解析:(1)從分析紙帶上打點(diǎn)情況看,BC段既表示小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng),又表示小車(chē)有較大速度,因此BC段能較準(zhǔn)確地描述小車(chē)A在碰撞前的運(yùn)動(dòng)情況,應(yīng)選用BC段計(jì)算A的碰前速度.從CD段打點(diǎn)情況看,小車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況還沒(méi)穩(wěn)定,而在DE段小車(chē)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定,故應(yīng)選用DE段計(jì)算碰后A和B的共同速度.
(2)小車(chē)A碰撞前的速度
v0== m/s
12、=1.050 m/s
小車(chē)A在碰撞前動(dòng)量
p0=mAv0=0.4×1.050 kg·m/s
=0.420 kg·m/s
碰撞后A、B共同速度
v== m/s=0.695 m/s
碰撞后A、B的總動(dòng)量
p=(mA+mB)v
=(0.2+0.4)×0.695 kg·m/s
=0.417 kg·m/s.
答案:(1)BC DE (2)0.420 0.417
11.(xx·山東卷)如圖所示,
光滑水平直軌道上兩滑塊A、B用橡皮筋連接,A的質(zhì)量為m.開(kāi)始時(shí)橡皮筋松弛,B靜止,給A向左的初速度v0.一段時(shí)間后,B與A同向運(yùn)動(dòng)發(fā)生碰撞并粘在一起.碰撞后的共同速度是碰撞前瞬間A的速
13、度的兩倍,也是碰撞前瞬間B的速度的一半.求:
(1)B的質(zhì)量;
(2)碰撞過(guò)程中A、B系統(tǒng)機(jī)械能的損失.
解析:(1)以初速度v0的方向?yàn)檎较颍O(shè)B的質(zhì)量為mB,A、B碰撞后的共同速度為v,由題意知:碰撞前瞬間A的速度為,碰撞前瞬間B的速度為2v,由動(dòng)量守恒定律得
m+2mBv=(m+mB)v①
由①式得mB=.②
(2)從開(kāi)始到碰后的全過(guò)程,由動(dòng)量守恒定律得
mv0=(m+mB)v③
設(shè)碰撞過(guò)程A、B系統(tǒng)機(jī)械能的損失為ΔE,則
ΔE=m2+mB(2v)2-(m+mB)v2④
聯(lián)立②③④式得ΔE=mv.⑤
答案:(1) (2)mv
12.(xx·唐山市摸底考試)一種彈
14、珠游戲如下圖,球1以初速度v0出發(fā),與球2發(fā)生彈性正碰,使球2進(jìn)入洞中,但球1不能進(jìn)洞.已知兩球的質(zhì)量比m1∶m2=3∶2,兩球所受阻力均為自身重力的μ倍.開(kāi)始時(shí)兩球間距、球2與洞口間距均為L(zhǎng).求:
(1)兩球碰撞完成的瞬間二者速度大小之比;
(2)為了能夠完成任務(wù),球1的初速度v0的最小值.
解析:(1)兩球碰撞過(guò)程滿(mǎn)足動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律,設(shè)碰撞前瞬間球1的速度為v,則有
m1v=m1v1+m2v2,
m1v2=m1v+m2v,
聯(lián)立解得:v1=v/5,v2=6v/5.
二者速度大小之比為v1∶v2=1∶6.
(2)當(dāng)球1初速度最小時(shí),碰后小球2應(yīng)剛好落入洞中有
-μm2gL=-m2v
碰前球1做減速運(yùn)動(dòng)
-μm1gL=m1v2-m1v
可得v0= .
答案:(1)1∶6 (2)