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1、高考物理一輪復(fù)習(xí) 第7章 動量 微專題34 動量定理和動量守恒定律的理解和應(yīng)用試題 粵教版
[方法點(diǎn)撥] (1)動量定理與動量守恒定律用到運(yùn)動過程的初、末狀態(tài),要分析好過程,明確初、末狀態(tài).(2)注意動量的矢量性,動量定理與動量守恒定律的方程都是矢量方程,先選好正方向再列方程.
1.(動量的矢量性)(多選)一個(gè)質(zhì)量為2 kg的小球以水平速度5 m/s向右運(yùn)動,與擋板碰撞后,以3 m/s的水平速度反向彈回,則( )
A.它的動量變化量的大小為4 kg·m/s
B.它的動量變化量的大小為16 kg·m/s
C.它的動量變化量的方向與初動量方向相反
D.它的動量變化量的方向與初動量
2、方向相同
2.(動量守恒)質(zhì)量為m的小球P以大小為v的速度與質(zhì)量為3m的靜止小球Q發(fā)生正碰,碰后小球P以大小為的速度被反彈,則正碰后小球Q的速度大小是( )
A.2v B. C. D.
3.(守恒條件理解)如果一個(gè)系統(tǒng)不受外力,或者所受外力的矢量和為零,這個(gè)系統(tǒng)的總動量保持不變.這就是動量守恒定律.若一個(gè)系統(tǒng)動量守恒時(shí),則( )
A.此系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)物體所受的合力一定都為零
B.此系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)物體的動量大小不可能都增加
C.此系統(tǒng)的機(jī)械能一定守恒
D.此系統(tǒng)的機(jī)械能可能增加
4.(動量守恒定律應(yīng)用)如圖1所示,一輛小車靜止在光滑水平面上,
3、A、B兩人分別站在車的兩端.當(dāng)兩人同時(shí)相向運(yùn)動時(shí)( )
圖1
A.若小車不動,兩人速率一定相等
B.若小車向左運(yùn)動,A的速率一定比B的小
C.若小車向左運(yùn)動,A的動量一定比B的大
D.若小車向左運(yùn)動,A的動量一定比B的小
5.質(zhì)量為M的原子核,原來處于靜止?fàn)顟B(tài).當(dāng)它以速度v放出質(zhì)量為m的粒子時(shí)(設(shè)v的方向?yàn)檎较?,剩余部分的速度為( )
A. B.
C. D.
6.小船以速率v向東行駛,若在小船上分別以相對于地面的速率u向東、向西水平拋出兩個(gè)等質(zhì)量的物體,則小船的速率( )
A.增大 B.減小
C.不變 D.由于兩物體質(zhì)量未知,無法確定
7.(多選)如圖2所
4、示,小木塊P和長木板Q疊放后靜置于光滑水平面上.P、Q的接觸面是粗糙的.用足夠大的水平力F拉Q,P、Q間有相對滑動.在P從Q左端滑落以前,關(guān)于水平力F的下列說法中正確的是
圖2
A.F做的功大于P、Q動能增量之和 B.F做的功等于P、Q動能增量之和
C.F的沖量大于P、Q動量增量之和 D.F的沖量等于P、Q動量增量之和
8.如圖3所示,物體A、B的質(zhì)量分別為m、2m,物體B置于水平面上,B物體上部半圓型槽的半徑為R,將物體A從圓槽的右側(cè)最頂端由靜止釋放,一切摩擦均不計(jì).則( )
圖3
A.A不能到達(dá)B圓槽的左側(cè)最高點(diǎn) B.A運(yùn)動到圓槽的最低點(diǎn)時(shí)速度為
C.B一直向右運(yùn)動
5、 D.B向右運(yùn)動的最大位移大小為
9.如圖4,粗糙水平面上,兩物體A、B用輕繩相連,在恒力F作用下做勻速運(yùn)動.某時(shí)刻輕繩斷開,A在F牽引下繼續(xù)前進(jìn),B最后靜止.則在B靜止前,A和B組成的系統(tǒng)動量________(選填“守恒”或 “不守恒”).在B靜止后,A和B組成的系統(tǒng)動量_________.(選填“守恒”或“不守恒”)
圖4
10.如圖5所示,方盒A靜止在光滑的水平面上,盒內(nèi)有一個(gè)小滑塊B,盒的質(zhì)量是滑塊的2倍,滑塊與盒內(nèi)水平面間的動摩擦因數(shù)為μ;若滑塊以速度v開始向左運(yùn)動,與盒的左、右壁發(fā)生無機(jī)械能損失的碰撞,滑塊在盒中來回運(yùn)動多次,最終相對于盒靜止,則此時(shí)盒的速度大小為____
6、____;滑塊相對于盒運(yùn)動的路程為________.
圖5
11.質(zhì)量為m的小球A以速率v0向右運(yùn)動時(shí)跟靜止的小球B發(fā)生碰撞,碰后A球以的速率反向彈回,而B球以的速率向右運(yùn)動,求:
(1)小球B的質(zhì)量mB的大???
(2)碰撞過程中,小球B對小球A做的功W是多大?
12.對于兩物體碰撞前后速度在同一直線上,且無機(jī)械能損失的碰撞過程,可以簡化為如下模型.A、B兩物體位于光滑水平面上,僅限于沿同一直線運(yùn)動.當(dāng)它們之間的距離大于等于某一定值d時(shí),相互作用力為零;當(dāng)它們之間的距離小于d時(shí),存在大小恒為F的斥力.設(shè)A物體質(zhì)量m1=1.0 kg,開始時(shí)靜止在直線上某點(diǎn);B物體質(zhì)量m2=3.0
7、kg,以速度v0從遠(yuǎn)處沿該直線向A運(yùn)動,如圖6所示.若d=0.10 m,F(xiàn)=0.60 N,v0=0.20 m/s,求:
圖6
(1)相互作用過程中A、B加速度的大??;
(2)從開始相互作用到A、B間的距離最小時(shí),系統(tǒng)動能的減少量;
(3)A、B間的最小距離.
答案精析
1.BC
2.B [小球P和Q的正碰滿足動量守恒定律(設(shè)小球P的運(yùn)動方向?yàn)檎较?,有:mv+0=-m·+3m·v′,解得:v′=,故選B.]
3.D [若一個(gè)系統(tǒng)動量守恒時(shí),則整個(gè)系統(tǒng)所受的合力為零,但是此系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)物體所受的合力不一定都為零,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;此系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)物體的動量大小可能會都增加,但是方向變化
8、,總動量不變這是有可能的,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;因系統(tǒng)合外力為零,但是除重力以外的其他力做功不一定為零,故機(jī)械能不一定守恒,系統(tǒng)的機(jī)械能可能增加,也可能減小,故選D.]
4.C [A、B兩人及小車組成的系統(tǒng)不受外力,系統(tǒng)動量守恒,根據(jù)動量守恒定律得:mAvA+mBvB+m車v車=0,若小車不動,則mAvA+mBvB=0,由于不知道A、B質(zhì)量的關(guān)系,所以兩人速率不一定相等,故A錯(cuò)誤;若小車向左運(yùn)動,則A、B的動量和必須向右,而A向右運(yùn)動,B向左運(yùn)動,所以A的動量一定比B的大,故B、D錯(cuò)誤,C正確.]
5.B [質(zhì)量為M的原子核,原來處于靜止?fàn)顟B(tài).當(dāng)它以速度v放出質(zhì)量為m的粒子的過程中動量守恒,設(shè)剩余部
9、分的速度為v1,由0=(M-m)v1+mv,得v1=-,B正確.]
6.A
7.AD [以P、Q系統(tǒng)為研究對象,根據(jù)功能關(guān)系,拉力做的功等于P、Q動能增加量與摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能之和,A正確,B錯(cuò)誤;系統(tǒng)所受合外力F的沖量等于P、Q動量增量之和,C錯(cuò)誤,D正確.]
8.D [A、B組成的系統(tǒng)動量守恒,A、B剛開始時(shí)動量為零,所以運(yùn)動過程中總動量時(shí)刻為零,所以B先向右加速后又減速到零,因?yàn)橄到y(tǒng)機(jī)械能守恒,當(dāng)B靜止時(shí),A恰好運(yùn)動到左側(cè)最高點(diǎn),A錯(cuò)誤.根據(jù)動量守恒定律可得m=2m,又知道s1+s2=2R,所以可得s2=R,D正確.B向右先加速后減速,減速到零之后又向左先加速后減速,即做往返運(yùn)動,C錯(cuò)
10、誤;當(dāng)A運(yùn)動到最低點(diǎn)時(shí),水平方向上動量守恒,所以有mv1=2mv2,因?yàn)橄到y(tǒng)滿足機(jī)械能守恒,所以有mgR=mv+·2mv,聯(lián)立可得v1=,B錯(cuò)誤.]
9.守恒 不守恒
解析 輕繩斷開前,A、B做勻速運(yùn)動,系統(tǒng)受到的拉力F和摩擦力平衡,合外力等于零,即F-fA-fB=0,所以系統(tǒng)動量守恒;當(dāng)輕繩斷開B靜止之前,A、B系統(tǒng)的受力情況不變,即F-fA-fB=0,所以系統(tǒng)的動量依然守恒;當(dāng)B靜止后,系統(tǒng)的受力情況發(fā)生改變,即F-fA =mAa,系統(tǒng)合外力不等于零,系統(tǒng)動量不守恒.
10.
解析 設(shè)滑塊質(zhì)量為m,則盒子的質(zhì)量為2m;對整個(gè)過程,由動量守恒定律可得,mv=3mv共
解得,v共
11、=.
由功能關(guān)系可得μmgs=mv2-·3m·()2
解得s=.
11.(1)4.5m (2)-mv
解析 (1)小球A、B碰撞過程動量守恒,選向右為正方向,有mv0=m(-)+mB
解得:mB=4.5m
(2)根據(jù)動能定理,碰撞過程中只有B對A做功,選小球A為研究對象W=m()2-mv
解得W=-mv.
12.(1)0.6 m/s2 0.2 m/s2 (2) 0.015 J (3) 0.075 m
解析 (1)aA==0.6 m/s2,aB==0.2 m/s2
(2)m2v0=(m1+m2)v,v=0.15 m/s,ΔEk=m2v-( m1+m2)v2=0.015 J
(3)v-v2=2aBsB,sB=0.043 75 m,
v2=2aAsA,sA=0.018 75 m
d′=sA+d-sB=0.075 m.