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1、(新課標(biāo))2022高考物理總復(fù)習(xí) 課時檢測(三十五)動量守恒定律(重點突破課)(含解析)
1.如圖所示,具有一定質(zhì)量的小球A固定在輕桿一端,另一端掛在小車支架的O點。用手將小球拉至水平,此時小車靜止于光滑水平面上,放手讓小球擺下與B處固定的橡皮泥碰擊后粘在一起,則在此過程中小車將( )
A.向右運動
B.向左運動
C.靜止不動
D.小球下擺時,車向左運動后又靜止
解析:選D 水平方向上,小球與小車組成的系統(tǒng)不受外力,因此在水平方向上動量守恒,小球下擺過程中,水平方向具有向右的分速度,由動量守恒可知,小車要向左運動,撞到橡皮泥是完全非彈性碰撞,小球和小車大小相等、方向相反的動量恰好
2、抵消掉,小車會靜止,D正確。
2.如圖所示,在光滑水平面的左側(cè)固定一豎直擋板,A球靜止在水平面上,B球向左運動與A球發(fā)生正碰,B球碰撞前、后的速率之比為3∶1,A球垂直撞向擋板,碰后原速率返回。兩球剛好不發(fā)生第二次碰撞,則A、B兩球的質(zhì)量之比為( )
A.1∶2 B.2∶1
C.1∶4 D.4∶1
解析:選D 設(shè)A、B質(zhì)量分別為mA、mB,B的初速度為v0,取B的初速度方向為正方向,由題意知,兩球剛好不發(fā)生第二次碰撞,說明A、B碰撞后速度大小相等,方向相反,分別為和-,由動量守恒定律mBv0=mA+mB,解得mA∶mB=4∶1,選項D正確。
3.(多選)木塊
3、a和b用一根輕彈簧連接起來,放在光滑水平面上,a緊靠在墻壁上,在b上施加向左的水平力F使彈簧壓縮,如圖所示,當(dāng)撤去力F后,下列說法中正確的是( )
A.a(chǎn)尚未離開墻壁前,a和b組成的系統(tǒng)動量守恒
B.a(chǎn)尚未離開墻壁前,a和b組成的系統(tǒng)動量不守恒
C.a(chǎn)離開墻壁后,a和b組成的系統(tǒng)動量守恒
D.a(chǎn)離開墻壁后,a和b組成的系統(tǒng)動量不守恒
解析:選BC a尚未離開墻壁前,a和b組成的系統(tǒng)受到墻壁對它們的作用力,不滿足動量守恒定律的條件;a離開墻壁后,系統(tǒng)所受合外力為零,滿足動量守恒定律的條件,B、C正確,A、D錯誤。
4.(多選)如圖所示,彈簧的一端固定在豎直墻壁上,質(zhì)量為m的光滑弧形
4、槽靜止在光滑水平面上,底部與水平面平滑連接,一質(zhì)量也為m的小球從槽高h(yuǎn)處由靜止開始自由下滑,則( )
A.在下滑過程中,小球和槽之間的相互作用力對槽不做功
B.在下滑過程中,小球和槽組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒
C.被彈簧反彈后,小球和槽都做速率不變的直線運動
D.被彈簧反彈后,小球能回到槽高h(yuǎn)處
解析:選BC 在下滑過程中,小球和槽之間的相互作用力對槽做功,故A錯誤;在下滑過程中,小球和槽組成的系統(tǒng)在水平方向所受合外力為零,所以在水平方向動量守恒,故B正確;被彈簧反彈后,小球和槽不受外力,故小球和槽向左做勻速運動,故C正確;小球與槽組成的系統(tǒng)在水平方向上動量守恒,小球與槽的質(zhì)量相等
5、,小球沿槽下滑,兩者分離后,速度大小相等,小球被反彈后與槽的速度大小相等,小球不能滑到槽上,更不能回到槽高h(yuǎn)處,故D錯誤。
5.(多選)如圖所示,質(zhì)量為M的楔形物體靜止在光滑的水平地面上,其斜面光滑且足夠長,與水平方向的夾角為θ。一個質(zhì)量為m的小物塊從斜面底端以初速度v0沿斜面向上開始運動。當(dāng)小物塊沿斜面向上運動到最高點時,速度大小為v,距地面高度為h,則下列關(guān)系式中正確的是( )
A.mv0=(m+M)v
B.mv0cos θ=(m+M)v
C.mgh=m(v0sin θ)2
D.mgh+(m+M)v2=mv02
解析:選BD 小物塊上升到最高點時,小物塊相對楔形物體靜止,所以
6、小物塊與楔形物體的速度都為v,二者組成的系統(tǒng)在水平方向上動量守恒,全過程機(jī)械能守恒。以向右為正方向,在小物塊上升過程中,由水平方向系統(tǒng)動量守恒得mv0cos θ=(m+M)v,故A錯誤,B正確;系統(tǒng)機(jī)械能守恒,由機(jī)械能守恒定律得mgh+(m+M)v2=mv02,故C錯誤,D正確。
6.兩磁鐵各放在兩輛小車上,小車能在水平面上無摩擦地沿同一直線運動。已知甲車和磁鐵的總質(zhì)量為0.5 kg,乙車和磁鐵的總質(zhì)量為1 kg,兩磁鐵的N極相對。推動一下使兩車相向運動,某時刻甲車的速率為2 m/s,乙車的速率為3 m/s,方向與甲車相反,兩車運動過程中始終未相碰。求:
(1)兩車最近時,乙車的速度大小;
7、
(2)甲車開始反向時,乙車的速度大小。
解析:(1)兩車相距最近時,兩車的速度相同,設(shè)該速度為v,取乙車的初速度方向為正方向,由動量守恒定律得
m乙v乙-m甲v甲=(m甲+m乙)v
所以兩車最近時,乙車的速度為
v== m/s。
(2)甲車開始反向時,其速度為0,設(shè)此時乙車的速度為v乙′,取乙車的初速度方向為正方向,由動量守恒定律得
m乙v乙-m甲v甲=m乙v乙′
解得v乙′=2 m/s。
答案:(1) m/s (2)2 m/s
7.(2019·石家莊檢測)如圖所示,甲車質(zhì)量m1=m,在車上有質(zhì)量M=2m的人,甲車(連同車上的人)從足夠長的斜坡上高h(yuǎn)處由靜止滑下,到水平地
8、面上后繼續(xù)向前滑動,此時質(zhì)量m2=2m的乙車正以速度v0迎面滑來,已知h=,為了使兩車不發(fā)生碰撞,當(dāng)兩車相距適當(dāng)距離時,人從甲車跳上乙車,求人跳離甲車的水平速度(相對地面)應(yīng)滿足什么條件(不計地面和斜坡的摩擦,車和人均可視為質(zhì)點)?
解析:設(shè)向左為正方向,甲車(包括人)滑下斜坡后速度為v1,由機(jī)械能守恒定律有
(m1+M)v12=(m1+M)gh
解得v1==2v0
設(shè)人跳離甲車的水平速度(相對地面)為v,在人跳離甲車過程中,人和甲車組成的系統(tǒng)動量守恒,在人跳上乙車過程中人和乙車組成的系統(tǒng)動量守恒,設(shè)人跳離甲車和跳上乙車后,兩車的速度分別為v1′和v2′,則人跳離甲車時
(M+m1)v1=Mv+m1v1′
人跳上乙車時Mv-m2v0=(M+m2)v2′
解得v1′=6v0-2v,v2′=v-v0
兩車不發(fā)生碰撞的臨界條件是v1′=±v2′
當(dāng)v1′=v2′時,解得v=v0
當(dāng)v1′=-v2′時,解得v=v0
故v的取值范圍為v0≤v≤v0。
答案:v0≤v≤v0