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    2022高考物理一轮复习课时专练 课时跟踪检测(二十) 动量守恒定律及其应用

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    这是一份2022高考物理一轮复习课时专练 课时跟踪检测(二十) 动量守恒定律及其应用,共7页。试卷主要包含了0 kg 的静止物块以大小为5,4 m/s等内容,欢迎下载使用。
    课时跟踪检测(二十) 动量守恒定律及其应用1.小车上装有一桶水静止在光滑水平地面上如图所示桶的前、后、底及侧面各装有一个阀门分别为S1S2S3S4(图中未全画出)。要使小车向前运动可采用的方法是(  )A打开阀门S1      B打开阀门S2C打开阀门S3    D打开阀门S4解析:B 水和车系统动量守恒原来系统动量为0由动量守恒定律得:0mvmv即:mv=-mv车的运动方向与水的运动方向相反故水应向后喷出即应打开阀门S22.如图所示一个倾角为α的直角斜面体静置于光滑水平面上,斜面体质量为M顶端高度为h今有一质量为m的小物体沿光滑斜面下滑当小物体从斜面顶端自由下滑到底端时斜面体在水平面上移动的距离是(  )A    BC    D解析:C mM组成的系统在水平方向上动量守恒m在水平方向上对地位移为x1M在水平方向上对地位移为x2因此有0mx1Mx2x1x2①②式可得x2故选C3(2021·福建福州模拟)一质量为M的航天器正以速度v0在太空中飞行某一时刻航天器接到加速的指令后发动机瞬间向后喷出一定质量的气体气体喷出时速度大小为v1加速后航天器的速度大小为v2则喷出气体的质量m(  )AmM    BmMCmM    DmM解析:C 规定航天器的速度方向为正方向由动量守恒定律可得Mv0(Mm)v2mv1,解得mMC正确。4(2021·北京高三学业考试)如图所示质量为m的小球A静止于光滑水平面上A球与墙之间用轻弹簧连接。现用完全相同的小球B以水平速度v0A相碰后粘在一起压缩弹簧。不计空气阻力若弹簧被压缩过程中的最大弹性势能为E从球A被碰后开始到回到原静止位置的过程中墙对弹簧的冲量大小为I则下列表达式中正确的是(  )A.Emv02  I2mv0BEmv02  I2mv0CEmv02  Imv0DEmv02  Imv0解析:A AB碰撞瞬间由动量守恒定律可知:mv02mv1 解得:v1碰撞后系统机械能守恒,当两球向左减速到零时弹簧的弹性势能最大,最大弹性势能E则:E×2m×mv02AB整体分析取向右为正由动量定理可得I2m×2mv0所以墙对弹簧的冲量大小为2mv0A项正确;5(多选)(2021·广西南宁期末)在光滑的冰面上质量为80 kg的冰球运动员甲以5.0 m/s的速度向前运动时与另一质量为100 kg、速度为3.0 m/s的迎面而来的运动员乙相撞碰后甲恰好静止。假设碰撞时间极短下列说法正确的是(  )A碰后乙的速度的大小是1.5 m/sB碰后乙的速度的大小是1.0 m/sC碰撞中总机械能损失了1 500 JD碰撞中总机械能损失了1 400 J解析:BD 设运动员甲、乙的质量分别为mM碰前速度大小分别为v1v2碰后乙的速度大小为v2规定碰撞前甲的运动方向为正方向由动量守恒定律有:mv1Mv2Mv2解得:v2v1v2 m/s1.0 m/sA错误B正确。根据能量守恒定律可知碰撞中总机械能的损失为:ΔEmv12Mv22Mv2代入数据解得:ΔE1 400 JC错误D正确。6(多选)向空中发射一枚炮弹不计空气阻力当炮弹的速度v0恰好沿水平方向时炮弹炸裂成ab两块若质量较大的a的速度方向仍沿原来的方向,则(  )Ab的速度方向一定与原来速度方向相反B从炸裂到落地的这段时间内a飞行的水平距离一定比b的大Cab一定同时到达水平地面D在炸裂过程中ab受到的爆炸力的大小一定相等解析:CD 炮弹炸裂前、后动量守恒选定v0的方向为正方向mv0mavambvb显然vb0vb0vb0都有可能A错误;|vb||va||vb||va||vb||va|也都有可能爆炸后ab都做平抛运动由平抛运动规律知下落高度相同则运动的时间相等飞行的水平距离与速度大小成正比由于炸裂后ab的速度关系未知所以ab飞行的水平距离无法比较B错误C正确;炸裂过程中ab之间的力为相互作用力大小相等D正确。7.(2021·吉林五地六校合作体联考)如图所示在光滑水平面的左侧固定一竖直挡板,A球在水平面上静止放置B球向左运动与A球发生正碰B球碰撞前、后的速率之比为31A球垂直撞向挡板碰后原速率返回。两球刚好不发生第二次碰撞AB两球的质量比为(  )A12    B21C14    D41解析:D 设AB质量分别为mAmBB的初速度为v0B的初速度方向为正方向由题意知两球刚好不发生第二次碰撞说明AB碰撞后速度大小相等方向相反,分别为和-则有mBv0mA·mB解得mAmB41选项D正确。8(多选)(2020·全国卷)水平冰面上有一固定的竖直挡板。一滑冰运动员面对挡板静止在冰面上他把一质量为4.0 kg 的静止物块以大小为5.0 m/s的速度沿与挡板垂直的方向推向挡板运动员获得退行速度;物块与挡板弹性碰撞速度反向追上运动员时运动员又把物块推向挡板使其再一次以大小为5.0 m/s的速度与挡板弹性碰撞。总共经过8次这样推物块后运动员退行速度的大小大于5.0 m/s反弹的物块不能再追上运动员。不计冰面的摩擦力该运动员的质量可能为(  )A48 kg    B53 kgC58 kg    D63 kg解析:BC 选运动员退行速度方向为正方向设运动员的质量为M物块的质量为m物块被推出时的速度大小为v0运动员第一次推出物块后的退行速度大小为v1。根据动量守恒定律运动员第一次推出物块时有0Mv1mv0物块与挡板发生弹性碰撞以等大的速率反弹;第二次推出物块时有Mv1mv0=-mv0Mv2依此类推Mv2mv0=-mv0Mv3Mv7mv0=-mv0Mv8。又运动员的退行速度v8>v0v7<v0解得13m<M<15m52 kg<M<60 kgBC项正确AD项错误。9(多选)(2021·四川成都棠湖中学模拟)AB两球沿一直线运动并发生正碰如图所示为两球碰撞前后的位移时间图线。ab分别为AB两球碰撞前的位移时间图线c为碰撞后两球共同运动的位移时间图线。若A球的质量m2 kg则下列结论正确的是(  )AAB碰撞前的总动量为3 kg·m/sB碰撞时AB所施加的冲量为-4 N·sC碰撞前后A的动量变化量为4 kg·m/sD碰撞中AB两球组成的系统损失的动能为10 J解析:BCD 由题图可知碰撞前有vA m/s=-3 m/svB m/s2 m/s碰撞后有vAvB m/s=-1 m/s;对AB组成的系统进行分析可知AB两球沿同一直线运动并发生正碰碰撞前、后两球都做匀速直线运动系统所受外力的矢量和为0所以系统的动量守恒碰撞前后A的动量变化量为ΔpAmvAmvA4 kg·m/s根据动量守恒定律知碰撞前、后B的动量变化量为ΔpB=-ΔpA=-4 kg·m/s又由于ΔpBmB(vBvB)所以mB kg kgAB碰撞前的总动量pmvAmBvB=- kg·m/s。由动量定理可知碰撞时AB所施加的冲量IBΔpB=-4 kg·m/s=-4 N·s。碰撞中AB两球组成的系统损失的动能ΔEkmvA2mBvB2(mmB)v210 JA错误BCD正确。10.(多选)(2021·四川仁寿一中期中)质量为M、内壁间距为L的箱子静止于光滑的水平面上箱子中间有一质量为m的小物块小物块与箱子底板间的动摩擦因数为μ。初始时小物块停在箱子正中间如图所示。现给小物块一水平向右的初速度v小物块与箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中间并与箱子保持相对静止。设碰撞都是弹性的则整个过程中系统损失的动能为(  )Amv2    B v2CNμmgL    DN μmgL解析:BD 设物块与箱子相对静止时共同速度为v1则由动量守恒定律得mv(Mm)v1v1系统损失的动能为ΔEkmv2(Mm)v12A错误B正确。根据能量守恒定律得知系统产生的内能等于系统损失的动能根据功能关系得知系统产生的内能等于系统克服摩擦力做的功则有QΔEkN μmgLC错误D正确。11(2020·天津等级考)长为l的轻绳上端固定,下端系着质量为m1的小球A处于静止状态。A受到一个水平瞬时冲量后在竖直平面内做圆周运动恰好能通过圆周轨迹的最高点。当A回到最低点时质量为m2的小球B与之迎面正碰碰后AB粘在一起仍做圆周运动并能通过圆周轨迹的最高点。不计空气阻力重力加速度为g(1)A受到的水平瞬时冲量I的大小;(2)碰撞前瞬间B的动能Ek至少多大?   解析:(1)A恰好能通过圆周轨迹的最高点此时轻绳的拉力刚好为零。设A在最高点时的速度大小为v由重力提供向心力,有m1gm1A从最低点到最高点的过程中机械能守恒取轨迹最低点处重力势能为零。设A在最低点的速度大小为vAm1vA2m1v22m1gl由动量定理Im1vA联立①②③Im1(2)设两球粘在一起时的速度大小为vAB粘在一起后恰能通过圆周轨迹的最高点,需满足vvA要达到上述条件碰后两球速度方向必须与碰前B的速度方向相同以此方向为正方向。设B碰前瞬间的速度大小为vB由动量守恒定律m2vBm1vA(m1m2)vEkm2vB2联立①②⑤⑥⑦得碰撞前瞬间B的动能Ek答案:(1)m1 (2)12(2021·聊城一模)如图所示ABC为一固定在竖直平面内的光滑轨道AB段是半径R0.8 m圆弧B在圆心O的正下方BC段水平AB段与BC段平滑连接。球2、球3分别放在BC轨道上质量m10.4 kg的球1A点由静止释放1进入水平轨道后与球2发生弹性正碰2再与球3发生弹性正碰g10 m/s2(1)求球1到达B点时对轨道的压力大小。(2)若球2的质量m20.1 kg求球1与球2碰撞后球2的速度大小。(3)若球3的质量m30.1 kg为使球3获得最大的动能2的质量应为多少。解析:(1)对球1AB应用动能定理:m1gRm1v02B点对球1应用牛顿第二定律:FNm1gm1联立解得:v04 m/sFN12 N由牛顿第三定律知球1B点对轨道的压力大小FNFN12 N(2)1、球2的碰撞根据动量守恒定律有:m1v0m1v1m2v2由机械能守恒得:m1v02m1v12m2v22解得:v2v06.4 m/s(3)同理23碰撞后:v3v2v3·v0代入数据:v3v0由数学知识m2m20.5最小v3最大所以m220.04m20.2 kg答案:(1)12 N (2)6.4 m/s (3)0.2 kg 

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