《(江蘇專用)2020高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題五 動(dòng)量與原子物理學(xué) 第一講 動(dòng)量守恒定律課前自測(cè)診斷卷》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(江蘇專用)2020高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題五 動(dòng)量與原子物理學(xué) 第一講 動(dòng)量守恒定律課前自測(cè)診斷卷(7頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第一講 動(dòng)量守恒定律
——課前自測(cè)診斷卷
考點(diǎn)一
動(dòng)量、沖量、動(dòng)量定理
1.[考查沖量大小的計(jì)算]
蹦床運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)運(yùn)動(dòng)員利用從蹦床反彈中表現(xiàn)雜技技巧的競(jìng)技運(yùn)動(dòng),一質(zhì)量為50 kg的運(yùn)動(dòng)員從1.8 m高處自由下落到蹦床上,若從運(yùn)動(dòng)員接觸蹦床到運(yùn)動(dòng)員陷至最低點(diǎn)經(jīng)歷了0.2 s,則這段時(shí)間內(nèi)蹦床對(duì)運(yùn)動(dòng)員的沖量大小為(取g=10 m/s2,不計(jì)空氣阻力)( )
A.400 N·s B.300 N·s
C.200 N·s D.100 N·s
解析:選A 設(shè)運(yùn)動(dòng)員自由下落到蹦床的速度為v,由機(jī)械能守恒得:mgh=mv2,解得v=6 m/s;運(yùn)動(dòng)員接觸蹦床到陷至最低點(diǎn)過(guò)程中
2、,由動(dòng)量定理得:mgt+I(xiàn)N=0-mv,解得IN=-mv-mgt=-50×6 N·s-50×10×0.2 N·s=-400 N·s,此過(guò)程中蹦床對(duì)運(yùn)動(dòng)員的沖量大小為400 N·s,方向豎直向上,故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。
2.[考查應(yīng)用動(dòng)量定理求平均力]
高空作業(yè)須系安全帶,如果質(zhì)量為m的高空作業(yè)人員不慎跌落,從開(kāi)始跌落到安全帶對(duì)人剛產(chǎn)生作用力前人下落的距離為h(可視為自由落體運(yùn)動(dòng)),此后經(jīng)歷時(shí)間t安全帶達(dá)到最大伸長(zhǎng)量,若在此過(guò)程中該作用力始終豎直向上,則該段時(shí)間安全帶對(duì)人的平均作用力大小為( )
A.+mg B.-mg
C.+mg D.-mg
解析:選A 由動(dòng)量定理得(mg-F)
3、t=0-mv,又有v=,解得F=+mg,選項(xiàng)A正確。
3.[考查動(dòng)量定理的應(yīng)用]
(2020·南師附中模擬)如圖所示,質(zhì)量為m的物塊從傾角為θ的固定斜面頂端由靜止滑下,經(jīng)時(shí)間t滑到斜面底端時(shí)速率為v,重力加速度為g。求此過(guò)程中:
(1)斜面對(duì)物塊的支持力的沖量大小IN;
(2)斜面對(duì)物塊的摩擦力的沖量大小If。
解析:(1)把重力沿垂直斜面方向分解,分力為G1=mgcos θ,在垂直斜面方向物塊受到支持力FN,物塊在垂直斜面方向處于平衡狀態(tài),可得平衡方程:FN=mgcos θ,所以支持力的沖量為:IN=FN·t=mgtcos θ。
(2)在整個(gè)過(guò)程,對(duì)物塊由動(dòng)量定理可得:mgsin
4、 θ·t-If=mv-0,化簡(jiǎn)可得摩擦力的沖量為:If=mgtsin θ-mv。
答案:(1)mgtcos θ (2)mgtsin θ-mv
考點(diǎn)二
動(dòng)量守恒定律
4.[考查動(dòng)量守恒的條件]
把一支彈簧槍水平固定在小車上,小車放在光滑水平地面上,槍射出一顆子彈的過(guò)程中,關(guān)于槍、子彈、車,下列說(shuō)法正確的是( )
A.槍和子彈組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒
B.槍和車組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒
C.子彈和槍筒之間的摩擦力很小,可以忽略不計(jì),故二者組成的系統(tǒng)動(dòng)量近似守恒
D.槍、子彈、車三者組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒
解析:選D 槍和子彈組成的系統(tǒng),由于小車對(duì)槍有外力,槍和子彈組成的系統(tǒng)外力之和不為零,所
5、以動(dòng)量不守恒,故A錯(cuò)誤;槍和車組成的系統(tǒng),由于子彈對(duì)槍有作用力,導(dǎo)致槍和車組成的系統(tǒng)外力之和不為零,所以動(dòng)量不守恒,故B錯(cuò)誤;槍、子彈、車組成的系統(tǒng),它們之間相互作用的力為內(nèi)力,例如子彈和槍筒之間的摩擦力,系統(tǒng)所受外力之和為零,系統(tǒng)動(dòng)量守恒,但子彈與槍筒組成的系統(tǒng)外力之和不為零,二者組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒,故D正確,C錯(cuò)誤。
5.[考查某一方向的動(dòng)量守恒]
質(zhì)量為m的人立于質(zhì)量為M的平板車上,初始時(shí)人與車以速度v1在光滑水平面上向右運(yùn)動(dòng)。當(dāng)此人相對(duì)于車以豎直向上的速度v2跳起后,車的速度大小為( )
A.v1 B.v1-
C. D.
解析:選A 人和車在水平方向上動(dòng)量守恒,當(dāng)人豎直跳
6、起時(shí),人和車之間的相互作用在豎直方向上,在水平方向上仍然動(dòng)量守恒,水平方向的速度不發(fā)生變化,所以車的速度仍然為v1,方向向右,A正確。
6.[考查多個(gè)物體的動(dòng)量守恒]
如圖所示,兩輛質(zhì)量相同的平板小車a、b成一直線排列,靜止在光滑水平地面上,原來(lái)靜止在a車上的一個(gè)小孩跳到b車,接著又立即從b車跳回a車,他跳回a車并相對(duì)a車保持靜止,此后( )
A.a(chǎn)、b兩車的速率相等
B.a(chǎn)車的速率大于b車的速率
C.a(chǎn)車的速率小于b車的速率
D.a(chǎn)、b兩車均靜止
解析:選C 由小車a、b及人組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,根據(jù)動(dòng)量守恒定律(ma+m人)va-mbvb=0,解得=,所以a車的速率小于b車的
7、速率,選項(xiàng)C正確。
7.[考查動(dòng)量守恒中的作用力]
(2020·江蘇如皋期末)如圖,質(zhì)量分別為m1=10 kg和m2=2.0 kg的彈性小球a、b用彈性輕繩緊緊的把它們捆在一起,使它們發(fā)生微小的形變,該系統(tǒng)以速度v0=0.10 m/s 沿光滑水平面向右做直線運(yùn)動(dòng),某時(shí)刻輕繩突然自動(dòng)斷開(kāi),斷開(kāi)后,小球b停止運(yùn)動(dòng),小球a繼續(xù)沿原方向做直線運(yùn)動(dòng)。求:
(1)剛分離時(shí),小球a的速度大小v1;
(2)經(jīng)過(guò)0.2 s兩球分開(kāi)過(guò)程中,小球a受到的作用力大小。
解析:(1)兩小球組成的系統(tǒng)在光滑水平面上運(yùn)動(dòng),系統(tǒng)所受合外力為零,動(dòng)量守恒,則:
(m1+m2)v0=0+m1v1
代入數(shù)據(jù)求得:v1
8、=0.12 m/s。
(2)兩球分開(kāi)過(guò)程中,對(duì)a,應(yīng)用動(dòng)量定理得:
Ft=m1v1-m1v0
代入數(shù)據(jù)求得:F=1 N。
答案:(1)0.12 m/s (2)1 N
考點(diǎn)三
碰撞、爆炸和反沖
8.[考查彈性碰撞與非彈性碰撞的判斷]
如圖所示,小球B質(zhì)量為10 kg,靜止在光滑水平面上,小球A質(zhì)量為5 kg,以10 m/s的速率向右運(yùn)動(dòng),并與小球B發(fā)生正碰,碰撞后A球以2 m/s的速率反向彈回,則碰后B球的速率和這次碰撞的性質(zhì),下列說(shuō)法正確的是( )
A.4 m/s,非彈性碰撞 B.4 m/s,彈性碰撞
C.6 m/s,非彈性碰撞 D.6 m/s,彈性碰撞
解析:選C 取
9、小球A開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎较颍鲎睬皟蓚€(gè)小球的總動(dòng)能:E1=m1v=×5×102 J=250 J。
碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒,由動(dòng)量守恒定律得:
m1v1=-m1v1′+m2v2,
解得:v2== m/s=6 m/s。
碰撞后兩小球的總動(dòng)能:E2=m1v1′2+m2v=×5×22 J+×10×62 J=190 J。
因?yàn)镋1>E2,有能量損失,是非彈性碰撞,故C正確。
9.[考查碰撞與x-t圖像的綜合應(yīng)用]
[多選]如圖甲所示,光滑水平面上有a、b兩個(gè)小球,a球向b球運(yùn)動(dòng)并與b球發(fā)生正碰后粘在一起共同運(yùn)動(dòng),其碰前和碰后的x-t圖像如圖乙所示。已知ma=5 kg。若b球的質(zhì)量為mb,兩球因
10、碰撞而損失的機(jī)械能為ΔE,則( )
A.mb =1 kg B.mb=2 kg
C.ΔE=15 J D.ΔE=35 J
解析:選AC 在x-t圖像中圖像的斜率表示小球運(yùn)動(dòng)的速度大小,所以va= m/s=6 m/s,小球碰后粘合在一起共同運(yùn)動(dòng)的速度為v= m/s=5 m/s,碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒,得:mava=(ma+mb)v,解得:mb=1 kg,故A正確,B錯(cuò)誤;根據(jù)功能關(guān)系ΔE=mav-(ma+mb)v2=15 J,故C正確,D錯(cuò)誤。
10.[考查爆炸現(xiàn)象]
一炮彈質(zhì)量為m,以一定的傾角斜向上發(fā)射,達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)速度大小為v,方向水平。炮彈在最高點(diǎn)爆炸成兩塊,其中一塊恰
11、好做自由落體運(yùn)動(dòng),質(zhì)量為,則爆炸后另一塊瞬時(shí)速度大小為( )
A.v B.v
C.v D.0
解析:選C 爆炸過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)量守恒,爆炸前動(dòng)量為mv,設(shè)爆炸后另一塊瞬時(shí)速度大小為v′,取炮彈到最高點(diǎn)未爆炸前的速度方向?yàn)檎较?,爆炸過(guò)程動(dòng)量守恒,則有:mv=m·v′,解得:v′=v,故C正確。
11.[考查反沖運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用]
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+v
12、2
C.v0-v2 D.v0+(v0-v2)
解析:選D 火箭和衛(wèi)星組成的系統(tǒng),在分離前、后沿原運(yùn)動(dòng)方向上動(dòng)量守恒,由動(dòng)量守恒定律有:(m1+m2)v0=m1v1+m2v2,解得:v1=v0+(v0-v2),D項(xiàng)正確。
12.[考查動(dòng)量守恒定律與動(dòng)量定理的綜合]
(2020·南京、鹽城三模)如圖所示,兩個(gè)滑塊A、B靜置于同一光滑水平直軌道上。A的質(zhì)量為m,現(xiàn)給滑塊A向右的初速度v0,一段時(shí)間后A與B發(fā)生碰撞,碰后A、B分別以v0、v0的速度向右運(yùn)動(dòng)。求:
(1)B的質(zhì)量;
(2)碰撞過(guò)程中A對(duì)B的沖量的大小。
解析:(1)A、B碰撞過(guò)程,取向右方向?yàn)檎较?,由?dòng)量守恒定律,得
13、mv0=mvA+mBvB
據(jù)題vA=v0,vB=v0
解得 mB=m。
(2)對(duì)B,由動(dòng)量定理得I=mBvB
解得I=mv0。
答案:(1)m (2)mv0
13.[考查多物體碰撞與能量守恒]
(2020·南京、鹽城二模)在光滑水平面上,質(zhì)量均為m的三個(gè)物塊排成直線,如圖所示。第1個(gè)物塊以動(dòng)量p0向右運(yùn)動(dòng),依次與其余兩個(gè)靜止物塊發(fā)生碰撞,并粘在一起,求:
(1)物塊的最終速度大小;
(2)碰撞過(guò)程中損失的總動(dòng)能。
解析:(1)依據(jù)動(dòng)量守恒定律p0=3mv
解得v=。
(2)由p0=mv0,Ek0=mv
解得初動(dòng)能Ek0=
末動(dòng)能Ek=·3mv2=
所以損失的總動(dòng)能為ΔEk=Ek0-Ek=。
答案:(1) (2)