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2022年高考物理一輪復(fù)習 第六章 第1課 動量守恒定律練習

上傳人:xt****7 文檔編號:105471556 上傳時間:2022-06-12 格式:DOC 頁數(shù):10 大?。?35.52KB
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1、2022年高考物理一輪復(fù)習 第六章 第1課 動量守恒定律練習 考試大綱 新課程標準 1.動量、動量守恒定律及其應(yīng)用Ⅱ 2.彈性碰撞和非彈性碰撞I 3.實驗:驗證動量守恒定律 (1)探究物體彈性碰撞的一些特點.知道彈性碰撞和非彈性碰撞. (2)通過實驗,理解動量和動量守恒定律,能用動量守恒定律定量分析一維碰撞問題.知道動量守恒定律的普遍意義. (3)通過物理學中的守恒定律,體會自然界的和諧與統(tǒng)一. 復(fù)習策略:在復(fù)習有關(guān)動量守恒的內(nèi)容時,要抓住下列三點:第一是明確守恒條件,動量守恒的條件是“系統(tǒng)不受外力或所受的

2、合外力為零”,不能不判定就應(yīng)用.第二是合理選取研究過程:要確定一個“過程”和兩個“狀態(tài)”.第三是注意動量的矢量性,運用動量守恒定律求解時,一定要選一個正方向,然后對力、速度等矢量以正、負號代表其方向,代入相關(guān)的公式中進行運算.要掌握好應(yīng)用動量和能量解決綜合問題的方法. 記憶秘訣:理解動量特點,注意動量變化;明確守恒條件,理清過程狀態(tài);了解四大觀點,掌握解題思路. 第一單元 動量 動量守恒定律 第1課 動量守恒定律 1.動量. (1)定義:物體的質(zhì)量和速度的乘積. (2)表達式:p=mv單位:kg·m/s. (3)動量的三性: ①矢量性:方向與速度的方向相同. ②

3、瞬時性:動量定義中速度是瞬時速度. ③相對性:通常是指相對地面的動量. (4)動量與動能的關(guān)系:p==. 2.動量守恒定律及其應(yīng)用. (1)內(nèi)容:一個系統(tǒng)不受外力或所受外力之和為零,這個系統(tǒng)的總動量保持不變. (2)成立條件: ①系統(tǒng)不受外力或所受外力之和為零. ②受外力之和雖不為零,但內(nèi)力遠大于外力. ③系統(tǒng)所受外力之和不為零,但在某個方向上所受合外力為零或外力可忽略,則在這個方向上系統(tǒng)動量守恒. (3)常用表達式. ①p=p′(系統(tǒng)相互作用前總動量p等于相互作用后總動量p′). ②Δp=0(系統(tǒng)總動量增量為零). ③Δp1=-Δp2(相互作用的兩個物體組成的系統(tǒng),兩

4、物體動量增量大小相等,方向相反). ④m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′(相互作用的兩個物體組成的系統(tǒng),作用前動量之和等于作用后動量之和). 1.如圖所示,PQS是固定于豎直平面內(nèi)的光滑的圓周軌道,圓心O在S的正上方.在O和P兩點各有一質(zhì)量為m的小物塊a和b,從同一時刻開始,a自由下落,b沿圓弧下滑.以下說法正確的是(A) A.a(chǎn)比b先到達S,它們在S點的動量不相等 B.a(chǎn)與b同時到達S,它們在S點的動量不相等 C.a(chǎn)比b先到達S,它們在S點的動量相等 D.b比a先到達S,它們在S點的動量相等 解析:物體a做自由落體運動,其加速度a1=g;而物體b沿圓弧軌道下

5、滑,在豎直方向的加速度在任何高度都小于g,由h=at2得ta<tb;因為動量是矢量,故a、b到達S時,動量方向不一樣,故選項A正確. 2.如圖所示的裝置中,木塊B與水平桌面間的接觸是光滑的,子彈A沿水平方向射入木塊后留在木塊內(nèi),將彈簧壓縮到最短.現(xiàn)將子彈、木塊和彈簧合在一起作為研究對象(系統(tǒng)),則此系統(tǒng)在從子彈開始射入木塊到彈簧壓縮至最短的整個過程中(B) A.能量守恒、機械能守恒 B.動量不守恒、機械能不守恒 C.動量守恒、機械能不守恒 D.動量不守恒、機械能守恒 解析:子彈、木塊和彈簧三者在整個研究的過程中,受到墻壁的向右的作用力,所以動量不守恒.子彈射入木塊的過程中,

6、動能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,所以機械能也不守恒.B項正確. 3.如圖所示,在橄欖球比賽中,一個85 kg 的前鋒隊員以5 m/s的速度跑動,想穿越防守隊員到底線觸地得分.就在他剛要到底線時,迎面撞上了對方兩名均為65 kg的隊員,一個速度為2 m/s,另一個速度為4 m/s,然后他們就扭在了一起,則(BC) A.他們碰撞后的共同速率是0.2 m/s B.碰撞后他們的動量方向仍向前 C.這名前鋒能得分 D.這名前鋒不能得分 解析:取前鋒隊員跑動的速度方向為正方向,根據(jù)動量守恒定律可得:Mv1+mv2+mv3=(M+m+m)v,代入數(shù)據(jù)得:v≈0.16 m/s.所以碰撞后的速度仍向前,故

7、這名前鋒能得分,B、C兩項正確. 課時作業(yè) 一、單項選擇題                      1.如圖所示,一個木箱原來靜止在光滑水平面上,木箱內(nèi)粗糙的底板上放著一個小木塊.木箱和小木塊都具有一定的質(zhì)量.現(xiàn)使木箱獲得一個向右的初速度v0,則(B) A.小木塊和木箱最終都將靜止 B.小木塊最終將相對木箱靜止,二者一起向右運動 C.小木塊在木箱內(nèi)壁將始終來回往復(fù)碰撞,而木箱一直向右運動 D.如果小木塊與木箱的左壁碰撞后相對木箱靜止,則二者將一起向左運動 解析:系統(tǒng)不受外力,動量守恒,最終兩個物體以相同的速度一起向右運動,B正確. 2.在光滑的水平面上,質(zhì)

8、量m1=2 kg 的球以速度v1=5 m/s和靜止的質(zhì)量為m2=1 kg的球發(fā)生正碰,碰后m2的速度v2′=4 m/s,則碰后m1 (B) A.以3 m/s的速度反彈 B.以3 m/s的速度繼續(xù)向前運動 C.以1 m/s的速度繼續(xù)向前運動 D.立即停下 解析:由動量守恒定律可得: m1v1=m1v1′+m2v2′. 代入數(shù)據(jù)解得v1′=3 m/s,方向沿原方向,選項B正確. 3.如圖所示,相同的兩木塊M、N,中間固定一輕彈簧,放在粗糙的水平面上,用力將兩木塊靠近使彈簧壓縮,當松手后兩木塊被彈開的過程中,不計空氣阻力,則對兩木塊有(B) A.動量守恒,機械能守恒 B.動量

9、守恒,機械能不守恒 C.動量不守恒,機械能守恒 D.動量、機械能都不守恒 解析:由于水平面粗糙,故兩木塊受地面摩擦力作用,由于兩木塊完全相同,故彈開時摩擦力大小相等、方向相反,故系統(tǒng)所受合外力為零,動量守恒.由于木塊克服摩擦力做功,故機械能不守恒,因此B項正確. 4.滿載沙子總質(zhì)量為M的小車,在光滑水平面上做勻速運動,速度為v0.行駛途中,有質(zhì)量為m的沙子從小車上漏掉,則沙子漏掉后小車的速度應(yīng)為(A) A.v0          B. C. D. 解析:由于慣性,沙子漏掉時,水平方向有和小車相同的速度.由水平方向動量守恒知小車速度不變,故A項正確. 二、不定項

10、選擇題 5.質(zhì)量為M的物塊以速度v運動,與質(zhì)量為m的靜止物塊發(fā)生正碰,碰撞后兩者的動量正好相等.兩者質(zhì)量之比可能為(AB) A.2 B.3 C.4 D.5 解析:由動量守恒定律可知,碰后兩物塊的動量均為,由于碰后M的速度不可能大于m的速度,故有≤可得≥1,由于碰撞前的能量不小于碰后的能量有:Mv2≥+,可得≤3,選項A、B正確. 6.如圖所示,光滑地面上放置一質(zhì)量為M的長木板,一個質(zhì)量為m(m

11、不動 7.如圖所示,物體A靜止在光滑的水平面上,A的左邊固定有輕質(zhì)彈簧,物體B以速度v向A運動并與彈簧發(fā)生碰撞,A、B始終沿同一直線運動,mA=2mB.當彈簧壓縮到最短時,A物體的速度為(B)                      A.0 B.v C.v D.v 解析:本題考查動量守恒定律.彈簧彈性勢能最大時,壓縮量最大,此時兩物體速度相等.對兩物體系統(tǒng)由動量守恒定律有mBv=(mA+mB)v′,代入mA=2mB,解得v′=v.選項ACD錯誤,B正確. 8.如圖所示,三輛相同的平板小車a、b、c成一直線排列,靜止在光滑水平地面上,c車上一個小孩跳到b車上,接著又立即從b

12、車跳到a車上,小孩跳離c車和b車時對地的水平速度相同,他跳到a車上沒有走動便相對a車保持靜止,此后(AD) A.b車的運動速率為零 B.a(chǎn)、b兩車的運動速率相等 C.三輛車的運動速率相等 D.a(chǎn)、c兩車的運動方向一定相反 解析:人跳離c小車時,人與c小車為一系統(tǒng),動量守恒,人向左運動,c車向右運動;人跳上b車到跳離b車,以人與b車為一系統(tǒng),動量守恒,由于人的動量不變,所以b車的動量為零;人跳上a車,以人與a車為一系統(tǒng),動量守恒,人和a車向左運動,故A、D兩項正確,B、C兩項錯誤. 9.下列四幅圖所反映的物理過程中,系統(tǒng)動量守恒的是(AC) 解析:A項中子彈和木塊組成的系統(tǒng)

13、在水平方向不受外力,豎直方向所受合力為零,系統(tǒng)動量守恒;B項中在彈簧恢復(fù)原長過程中,系統(tǒng)在水平方向始終受墻的作用力,系統(tǒng)動量不守恒;C項中木球與鐵球的系統(tǒng)所受合力為零,系統(tǒng)動量守恒;D項中木塊下滑過程中,斜面始終受到擋板的作用力,系統(tǒng)動量不守恒. 三、非選擇題 10.如圖所示,光滑水平直軌道上有三個滑塊A、B、C,質(zhì)量分別為mA=mC=2m,mB=m,A、B用細繩連接,中間有一壓縮的輕彈簧(彈簧與滑塊不拴接).開始時A、B以共同速度v0運動,C靜止.某時刻細繩突然斷開,A、B被彈開,然后B又與C發(fā)生碰撞并黏在一起,最終三滑塊速度恰好相同.求B與C碰撞前B的速度. 解析:設(shè)三個滑塊最終

14、共同速度為v,A與B分開后B的速度為vB,根據(jù)動量守恒定律: 研究A、B:(mA+mB)v0=mAv+mBvB, 研究B、C:mBvB=(mB+mC)v, 由以上兩式聯(lián)立解得:vB=v0. 答案:v0 11.如圖所示,質(zhì)量為m的b球用長h的細繩懸掛于水平軌道BC的出口C處.質(zhì)量也為m的小球a,從距BC高h的A處由靜止釋放,沿ABC光滑軌道下滑,在C處與b球正碰并與b黏在一起.已知BC軌道距地面的高度為0.5h,懸掛b球的細繩能承受的最大拉力為2.8mg .試問: (1)a球與b球碰前瞬間的速度多大? (2)a、b兩球碰后,細繩是否會斷裂?若細繩斷裂,小球在DE水平面上的落點距

15、C的水平距離是多少?若細繩不斷裂,小球最高將擺多高? 解析:(1)設(shè)a球經(jīng)C點時速度為vC,則由機械能守恒得: mgh=mv. 解得:vC=,即a球與b球碰前的速度為. (2)設(shè)碰后b球的速度為v,由動量守恒得: mvC=(m+m)v故v=vC=, 小球被細繩懸掛繞O擺動時,若細繩拉力為FT,則 FT-2mg=2m,解得:FT=3mg FT>2.8mg,細繩會斷裂,小球做平拋運動. 設(shè)平拋的時間為t,則0.5h=gt2 得:t= 故落點距C的水平距離為: s=vt=×=h 小球最終落到地面距C水平距離h處. 答案:(1) (2)斷裂 h 12.如圖,水平地面和半圓

16、軌道面均光滑,質(zhì)量為m的小車靜止在地面上,小車上表面與半徑為R的半圓軌道最低點P的切線相平,質(zhì)量為mB的物體B靜止在P點.現(xiàn)有一質(zhì)量為mA的物體A以初速度v0滑上小車左端,當A與小車共速時,小車還未與墻壁碰撞,小車與墻壁碰撞時即被粘在墻壁上,已知滑塊與小車表面的動摩擦因數(shù)為μ,mA=mB=m,物體A、B可視為質(zhì)點,重力加速度為g.試求: (1)物體A與小車共速時的速度大??; (2)小車的最小長度L. 解析:(1)物體A在小車上表面運動,把小車與物體A看作一個系統(tǒng),合外力為零,滿足動量守恒,有: mAv0=(mA+m)v共,且mA=mB=m 解得v共=v0. (2)若物體A與小車

17、達到共同速度時,恰好運動到小車的右端,此情況下小車的長度是最小長度,由動能定理得: -μmAgL=(mA+m)v-mAv 解得小車的最小長度L=. 答案:(1)v0 (2) 13.兩個小孩各乘一輛冰車在冰面上滑行,甲和他的冰車總質(zhì)量為30 kg,乙和他的冰車總質(zhì)量也為30 kg,滑行時甲推著一個15 kg的箱子以2.0 m/s的速度滑行,乙也以同樣的速度,向甲滑行,為了避免相撞,甲把箱子以v的速度推給乙,箱子滑到乙處時,乙迅速把它抓住,若不計冰面摩擦,問甲至少要以多大的速度把箱子推出才避免和乙相撞? 解析:甲推出箱子和乙抓住箱子是兩個動量守恒的過程,可運用動量守恒求解.甲把箱子推出后,甲的運動有三種可能:一是繼續(xù)向前,方向不變;一是靜止;一是方向改變,向后倒退.按題意要求.是確定甲推箱子給乙,避免跟乙相碰的最小速度.上述三種情況中,以第一種情況甲推出箱子的速度最小,第二、第三種情況則需要以更大的速度推出箱子才能實現(xiàn).以甲和箱子組成的系統(tǒng)為研究對象,水平方向動量守恒,選甲運動方向為正,根據(jù)動量守恒列方程:(M+m)v0=Mv甲+mv′,① 以箱子和乙組成的系統(tǒng)為研究對象,有: mv′-Mv0=(M+m)v2,② 因甲、乙與箱子的總動量方向向右,若甲、乙不相碰,必有: v甲≤v乙,③ 由①②③式聯(lián)立,解得:v′≥5.2 m/s. 答案:5.2 m/s

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