《2020版高三物理一輪復習 動量、沖量、動量定理綜合訓練》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2020版高三物理一輪復習 動量、沖量、動量定理綜合訓練（9頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、2020版高三物理一輪復習 動量、沖量、動量定理 1.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,速率變?yōu)関,在這段時間內(nèi)物體動量變化量的大小為( ) A.m(v-v0) B.mgt C. D. 解析:物體做的是受恒力作用的曲線運動,可以用動量定理求出恒力的沖量等效代替動量的變化.由動量定理得I=Δp,即mgt=Δp,故B正確.C?D也正確. 答案:BCD 2.如圖所示,運動員揮拍將質(zhì)量為m的網(wǎng)球擊出.如果網(wǎng)球被拍子擊打前?后瞬間速度的大小分別為v1?v2,v1與v2方向相反,且v2>v1.重力影響可忽略,則此過程中

2、拍子對網(wǎng)球作用力的沖量( ) A.大小為m(v2+v1),方向與v1方向相同 B.大小為m(v2-v1),方向與v1方向相同 C.大小為m(v2+v1),方向與v2方向相同 D.大小為m(v2-v1),方向與v2方向相同 解析:本題考查動量定理的運用.選取v2的方向為正方向,這一過程中,動量的變化量為Δp=mv2-(-mv1)=m(v1+v2),結果為一正值,則表明動量變化量的方向和v2的方向相同,再根據(jù)動量定理知,拍子對網(wǎng)球作用力的沖量方向也跟v2的方向相同. 答案:C 3.質(zhì)量為m的鋼球自高處落下,以速率v1碰地,豎直向上彈回,碰撞時間極短,離地的速率為v2.在碰撞

3、過程中,地面對鋼球沖量的方向和大小為( ) A.向下,m(v1-v2) B.向下,m(v1+v2) C.向上,m(v1-v2) D.向上,m(v1+v2) 解析:設向上的方向為正方向,忽略重力,根據(jù)動量定理:Ft=mv2-(-mv1)=m(v1+v2),地面對鋼球的沖量方向向上.故本題選項D正確. 答案:D 4.如圖所示,ad?bd?cd是豎直面內(nèi)三根固定的光滑細桿,a?b?c?d位于同一圓周上,a點為圓周的最高點,d點為圓周的最低點.每根桿上都套著一個質(zhì)量相同的小滑環(huán)(圖中未畫出),三個滑環(huán)分別從a?b?c處釋放(初速為零),關于它們下滑的

4、過程,下列說法中正確的是( ) A.重力對它們的沖量相同 B.彈力對它們的沖量相同 C.合外力對它們的沖量相同 D.它們的動能增量相同 解析:由運動學知識可知三個小滑環(huán)的運動時間相等,故A正確,由于三種情形下彈力的方向不同,故B錯,根據(jù)機械能守恒定律知D錯,而合外力沖量大小為mv,由于v大小不等,故C錯. 答案:A 5.在光滑水平面上有一靜止小滑塊,若給滑塊加一水平向右的力F1,持續(xù)一段時間后立即換成與力F1相反方向的力F2,當F2持續(xù)時間為F1持續(xù)時間的一半時撤去力F2,此時滑塊恰好回到初始位置,且具有大小為p的動量.在上述過程中,F1對滑塊做功為W1,沖量大小為I1

5、;F2對滑塊做功為W2,沖量大小為I2.則( ) A.I1=p/3,I2=2p/3 B.I1=p/3,I2=4p/3 C.W1=W2/8 D.W1=8W2/9 解析:設F1撤去時,滑塊速度為v1,F2作用時間為t,撤去力F2時滑塊速度大小為v2.由平均速度與位移的關系可得聯(lián)立解得v2=3v1.則F1對滑塊的沖量大小I1=mv1=mv2/3=p/3,F2對滑塊的沖量大小I2=mv2+mv1=4mv1=4mv2/3=4p/3,A錯誤,B正確;F1對滑塊做功F2對滑塊做功,C正確D錯誤. 答案:BC 6.某人身系彈性繩自高空p點自由下落,如圖所示a點是彈性繩的原長位置,c點是人所

6、到達的最低點,b點是人靜止懸吊時的平衡位置.不計空氣阻力,則下列說法中正確的是( ) A.從p至c過程中重力的沖量大于彈性繩彈力的沖量 B.從p至c過程中重力所做功等于人克服彈力所做的功 C.從p至b過程中人的速度不斷增大 D.從a至c過程中加速度方向保持不變 解析:人完成從p到c的過程中經(jīng)歷了自由下落?變加速?變減速三個運動過程.考慮全程p至c,外力的總沖量等于重力的沖量和彈性繩的彈力沖量的矢量和,由動量定理知人所受外力的總沖量等于人的動量變化,人在p和c兩處,速度均為零即動量都為零,因此動量的變化為零,則有重力的沖量與彈性繩彈力的沖量大小相等,方向相反,總沖量為零,A錯

7、誤;同樣人在p和c兩處,動能均為零,動能的變化為零,由動能定理知,重力所做的功等于人克服彈力所做的功,B正確;人由p到b的過程,前一過程(p~a)自由落體,后一過程(a~b)由于彈性繩伸長,彈力F增加,重力G不變,人所受合力(G-F)不斷減小,方向向下,人做的是加速度在減小的加速運動,C正確;由于b是人靜止懸吊時的平衡位置,當人由b運動至c的過程,彈力大于重力,合力方向向上,加速度方向向上,因此D錯誤. 答案:BC 7.如圖所示,輕彈簧平放在粗糙的水平地面上,同種材料做成的兩個物塊分別向輕彈簧運動并壓縮彈簧.設物塊質(zhì)量為m,在接觸彈簧前的速度為v0,動量為p0,從接觸彈簧到彈簧被壓縮到最短

8、的時間為t,彈簧的最大壓縮量為x.兩個物塊相比較( ) A.若p0相等,則x一定相同 B.若v0相等,則t一定相同 C.若p0相等,m較大,則x較小 D.若v0相等,m較大,則t較小 解析:向右壓縮彈簧的過程中,物塊的動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能和內(nèi)能.由Ek=p2/2m,若p0相等,m較大的物塊動能Ek較小,彈簧的最大壓縮量x較小,A錯誤?C正確;彈簧壓縮到最短時,物塊動量減小到零,對物塊由動量定理得Ft=p0=mv0,若v0相等,m較大的滑塊所受摩擦力較大,克服摩擦力做功轉(zhuǎn)化的內(nèi)能較多,轉(zhuǎn)化的彈性勢能較小,彈簧壓縮量較小,物塊受到的彈簧平均彈力較小,物塊受到的水平方向合力較小,則

9、作用時間t較大,D錯誤. 答案:C 8.如圖所示,物體在粗糙的水平面上向右做直線運動.從A點開始受到一個水平向左的恒力F的作用,經(jīng)過一段時間后又回到A點.則物體在這一往返運動的過程中,下列說法正確的是( ) A.恒力F對物體做的功為零 B.摩擦力對物體做的功為零 C.恒力F的沖量為零 D.摩擦力的沖量為零 解析:由功的定義可知,在這一往返過程中,物體位移為零,所以恒力對物體做的功為零,A正確;由于摩擦力方向總與物體相對運動方向相反,所以摩擦力對物體做的功為負值,B錯誤;由沖量定義力與作用時間的乘積為力的沖量,C?D錯誤. 答案:A 9.如圖所示,靜止在光滑水平面上的

10、小車質(zhì)量為M=20 kg.從水槍中噴出的水柱的橫截面積為S=10 cm2,速度為v=10 m/s,水的密度為ρ=1.0×103 kg/m3.若水槍噴出的水從車后沿水平方向沖擊小車的前壁,且沖擊到小車前壁的水全部沿前壁流進小車中.當有質(zhì)量為m=5 kg的水進入小車時,試求: (1)小車的速度大小; (2)小車的加速度大小. 解析:(1)流進小車的水與小車組成的系統(tǒng)動量守恒,當流入質(zhì)量為m的水后,小車速度為v1,由動量守恒定律得mv=(m+M)v1,解得v1=mv/(m+M)=2 m/s. (2)質(zhì)量為m的水流進小車后,選取在極短的時間Δt內(nèi)沖擊小車的質(zhì)量為Δm的水作為研究對象,Δm=

11、ρS(v-v1)Δt 則設車對水的作用力為F,據(jù)動量定理有-FΔt=Δmv1-Δmv 聯(lián)立解得F=ρS(v-v1)2=1.0×103×1.0×10-3×(10-2)2N=64 N. 由牛頓第三定律可知此時,水對車的沖擊力為F′=F=64 N 小車的加速度 答案:(1)2 m/s (2)2.56 m/s2 10.如圖所示,質(zhì)量為M的汽車帶著質(zhì)量為m的拖車在平直公路上以加速度a勻加速前進,當速度為v0時拖車突然與汽車脫鉤,而到拖車停下瞬間司機才發(fā)現(xiàn). (1)若汽車的牽扯引力一直未變,車與路面的動摩擦因數(shù)為μ,那么拖車剛停下時,汽車的瞬時速度是多大? (2)若原來汽車帶著拖車在平

12、直公路上是以速度v0勻速前進,拖車突然與汽車脫鉤,那么在拖車剛停下時,汽車的瞬時速度又是多大? 解析:(1)以汽車和拖車系統(tǒng)為研究對象,全過程系統(tǒng)受的合外力始終為(M+m)a,拖車脫鉤后到停止所經(jīng)歷的時間,末狀態(tài)拖車的動量為零. 全過程對系統(tǒng)運用動量定理: (M+m)a·=Mv′-(M+m)v0 得v′= (2)以汽車和拖車系統(tǒng)為研究對象,全過程系統(tǒng)受的合外力始終為零,全過程對系統(tǒng)用動量守恒定律:(M+m)v0=Mv″ 得v″=. 答案:(1) (2) 11.如圖所示,一塊質(zhì)量為M?長為l的勻質(zhì)板放在很長的光滑水平桌面上,板的左端有一質(zhì)量為m的物塊,物塊上連接一根很長

13、的細繩,細繩跨過位于桌面邊緣的定滑輪,某人以恒定的速度v向下拉繩,物塊最多只能到達板的中點,而且此時板的右端尚未到達桌邊定滑輪處.求: (1)物塊與板的動摩擦因數(shù)及物塊剛到達板的中點時板的位移; (2)若板與桌面間有摩擦,為使物塊能到達板的右端,板與桌面間的動摩擦因數(shù)的范圍; (3)若板與桌面間的動摩擦因數(shù)取(2)問中的最小值,在物塊從板的左端運動到右端的過程中,人拉繩的力所做的功(其他阻力均不計). 解析:(1)設物塊在板上滑行的時間為t1,對板應用動量定理得: μ1mgt1=Mv,t1= ① 設在此過程中物塊前進位移為s1,板前位移為s2, 則s1=v·t1

14、 ② s2=t1 ③ s1-s2= ④ 由①~④得物塊與板間的動摩擦因數(shù)為μ1=板的位移s2= (2)設板與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ2,物塊在板上滑行的時間為t2.則應用動量定理得 [μ1mg-μ2(m+M)g]·t2=Mv, t2= 又設物塊從板的左端運動到右端的時間為t3 則 為了使物塊能到達板的右端,必須滿足t2≥t3 即≥,μ2≥ 所以為了使物塊能到達板的右端,應使板與桌面的動摩擦因數(shù)μ2≥ (3)設繩子的拉力為T,物塊從板的左端到達右端的過程中物塊的位移為s3,則有:T-μ1mg=0,s3=v·t3=2l 由功的計算公式得:W

15、T=T·s3=μ1mg·2l=·mg·2l=2Mv2 所以繩的拉力做功為2Mv2. (或W=ΔEk+Q1+Q2=Mv2+μ1mgl+μ2(M+m)gl=2Mv2) 答案:(1) (2)大于 (3)2Mv2 12.如圖中滑塊和小球的質(zhì)量均為m,滑塊可在水平放置的光滑固定導軌上自由滑動,小球與滑塊上的懸點O由一不可伸長的輕繩相連,輕繩長為l.開始時,輕繩處于水平拉直狀態(tài),小球和滑塊均靜止.現(xiàn)將小球由靜止釋放,當小球到達最低點時,滑塊剛好被一表面涂有粘性物質(zhì)的固定擋板粘住,在極短的時間內(nèi)速度減為零,小球繼續(xù)向左擺動,當輕繩與豎直方向的夾角θ=60°時小球達到最高點.求: (1)從滑

16、塊與擋板接觸到速度剛好變?yōu)榱愕倪^程中,擋板阻力對滑塊的沖量; (2)小球從釋放到第一次到達最低點的過程中,繩的拉力對小球做的功的大小. 解析:(1)設小球第一次到達最低點時,滑塊和小球速度的大小分別為v1?v2,對于滑塊與小球組成的系統(tǒng), 由機械能守恒定律得 小球由最低點向左擺動到最高點過程,由機械能守恒定律得 聯(lián)立兩式解得 設所求擋板阻力對滑塊的沖量為I,規(guī)定動量方向向右為正,對滑塊由動量定理得I=0-mv1 解得 (2)小球從開始釋放到第一次到達最低點的過程中,設繩的拉力對小球做功為W,由動能定理得 將v2代入解得 小球從釋放到第一次到達最低點的過程中,繩的拉力對小球做功的大小為 答案:(1) (2)