2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 梯級演練 強技提能 1動量守恒定律及其應(yīng)用 滬科版選修3-5.doc

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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 梯級演練 強技提能 1動量守恒定律及其應(yīng)用 滬科版選修3-51.(xx福建高考)如圖,質(zhì)量為M的小船在靜止水面上以速率v0向右勻速行駛,一質(zhì)量為m的救生員站在船尾,相對小船靜止。若救生員以相對水面速率v水平向左躍入水中,則救生員躍出后小船的速率為()A.v0+vB.v0-vC.v0+(v0+v)D.v0+(v0-v)2.如圖所示,質(zhì)量為M的盒子放在光滑水平面上,盒子內(nèi)表面不光滑,盒內(nèi)放有一塊質(zhì)量為m的物塊,從某一時刻起,給m一個水平向右的初速度v0,那么在物塊與盒子前后壁多次往復(fù)碰撞后()A.兩者速度均為零B.兩者速度總不會相等C.最終速度為,向右D.最終速度為,向右3.(xx廈門模擬)質(zhì)量M=0.6kg的足夠長平板小車靜止在光滑水平面上,如圖所示,當(dāng)t=0時,兩個質(zhì)量都為m=0.2kg的小物體A和B,分別從小車的左端和右端以水平速度大小為v1=0.5m/s和v2=2m/s同時沖上小車,A和B與小車的動摩擦因數(shù)A=0.2,B=0.4。求當(dāng)它們相對于小車靜止時小車速度的大小和方向為()A.v=0.3m/s,方向向左B.v=1m/s,方向向右C.v=0.3m/s,方向向右D.v=1m/s,方向向左4.(xx宜昌模擬)如圖所示,小車M由光滑的弧形段AB和粗糙的水平段BC組成,靜止在光滑水平面上。當(dāng)小車固定時,從A點由靜止滑下的物塊m到C點恰好停止。如果小車不固定,物塊m仍從A點靜止滑下,則物塊()A.還是滑到C點停住B.滑到BC間某處停住C.會沖出C點落到車外D.上述三種情況都有可能5.小球1追碰小球2,碰撞前兩球的動量分別為p1=5kgm/s,p2=7kgm/s,正碰后小球2的動量p2=10kgm/s。則兩球的質(zhì)量關(guān)系可能是()A.m2=m1B.m2=2m1C.m2=4m1D.m2=6m16.(xx泉州模擬)如圖所示,小球B質(zhì)量為10kg,靜止在光滑水平面上。小球A質(zhì)量為5kg,以10m/s的速率向右運動,并與小球B發(fā)生正碰,碰撞后A球以2m/s的速率反向彈回。則碰后小球B的速率和這次碰撞的性質(zhì),下列說法正確的是()A.4m/s非彈性碰撞B.4m/s彈性碰撞C.6m/s非彈性碰撞D.6m/s彈性碰撞7.氣墊導(dǎo)軌(如圖甲)工作時,空氣從導(dǎo)軌表面的小孔噴出,在導(dǎo)軌表面和滑塊內(nèi)表面之間形成一層薄薄的空氣層,使滑塊不與導(dǎo)軌表面直接接觸,大大減小了滑塊運動時的阻力。為了驗證動量守恒定律,在水平氣墊導(dǎo)軌上放置兩個質(zhì)量均為a的滑塊,每個滑塊的一端分別與穿過打點計時器的紙帶相連,兩個打點計時器所用電源的頻率均為b。氣墊導(dǎo)軌正常工作后,接通兩個打點計時器的電源,并讓兩滑塊以不同的速度相向運動,兩滑塊相碰后粘在一起繼續(xù)運動。圖乙所示為某次實驗打出的點跡清晰的紙帶的一部分,在紙帶上以同間距的6個連續(xù)點為一段劃分紙帶,用刻度尺分別量出其長度s1、s2和s3。若題中各物理量的單位均為國際單位,那么,碰撞前兩滑塊的動量大小分別為、,兩滑塊的總動量大小為;碰撞后兩滑塊的總動量大小為。重復(fù)上述實驗,多做幾次。若碰撞前后兩滑塊的總動量在實驗誤差允許的范圍內(nèi)相等,則動量守恒定律得到驗證。8.(xx海南高考)如圖,光滑水平地面上有三個物塊A、B和C,它們具有相同的質(zhì)量,且位于同一直線上。開始時,三個物塊均靜止。先讓A以一定速度與B碰撞,碰后它們粘在一起,然后又一起與C碰撞并粘在一起。求前后兩次碰撞中損失的動能之比。9.(xx新課標(biāo)全國卷)如圖,小球a、b用等長細(xì)線懸掛于同一固定點O,讓球a靜止下垂,將球b向右拉起,使細(xì)線水平。從靜止釋放球b,兩球碰后粘在一起向左擺動,此后細(xì)線與豎直方向之間的最大偏角為60。忽略空氣阻力,求：(1)兩球a、b的質(zhì)量之比;(2)兩球在碰撞過程中損失的機械能與球b在碰前的最大動能之比。10.(xx石家莊模擬)如圖所示,固定的光滑圓弧面與質(zhì)量為6kg的小車C的上表面平滑相接,在圓弧面上有一個質(zhì)量為2kg的滑塊A,在小車C的左端有一個質(zhì)量為2kg的滑塊B,滑塊A與B均可看作質(zhì)點?，F(xiàn)使滑塊A從距小車的上表面高h(yuǎn)=1.25m處由靜止下滑,與B碰撞后瞬間粘合在一起共同運動,最終沒有從小車C上滑出。已知滑塊A、B與小車C的動摩擦因數(shù)均為=0.5,小車C與水平地面的摩擦忽略不計,取g=10m/s2。求：(1)滑塊A與B碰撞后瞬間的共同速度的大小;(2)小車C上表面的最短長度。答案解析1.【解析】選C。以向右為正方向,據(jù)動量守恒定律有(M+m)v0=-mv+Mv,解得v=v0+(v0+v),故選C。2.【解析】選D。物塊m與M間有摩擦,m與M前后壁多次碰撞,最終無相互作用時,應(yīng)相對靜止,以共同速度v運動。故mv0=(M+m)v,v=,且v與v0同向,即向右,故選項D正確。3.【解題指南】分析該題時應(yīng)注意以下兩點：(1)系統(tǒng)中A、B雖然受到摩擦力的作用,但整個系統(tǒng)所受合外力為零,動量守恒。(2)動量守恒定律的表達(dá)式是一個矢量式,所以列方程時要選取正方向。【解析】選A。由于水平面光滑,在整個過程中小車與物體A和B組成的系統(tǒng)在水平方向不受外力作用,所以該系統(tǒng)在水平方向動量守恒。設(shè)水平向右方向為正方向,小物體A和B相對于小車靜止時與小車具有相同的速度為vmv1-mv2=(M+m+m)vv=-0.3m/s故選項A正確。4.【解析】選A。小車固定時恰能滑到C點,機械能會全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。當(dāng)小車不固定時,由動量守恒知,小車與物體的最終速度都為零,故機械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,因此兩次滑過的路程相等,所以A對,B、C、D錯。5.【解析】選C。由動量守恒定律可得碰撞后小球1的動量p1=2kgm/s,由此并不能反映出兩球的質(zhì)量關(guān)系。由于是小球1追碰小球2,因此碰撞前小球1的速度大于小球2的速度,即v1v2,由v=可得,即m2m1,排除選項A;又碰撞后有v1v2,即,由此得m25m1,排除選項D;由能量守恒定律可知,碰撞后的動能不大于碰撞前的動能,即Ek1+Ek2Ek1+Ek2,根據(jù)動能與動量的關(guān)系Ek=可得+,由此得m2m1,排除選項B;綜上可知m1m25m1,故只有選項C正確。6.【解析】選C。兩球碰撞前后動量守恒,則mAvA1=mAvA2+mBvB510 kgm/s=5(-2)kgm/s+10 kgvB解得vB=6m/s碰前A球動能：Ek1=mA=250J碰后A球和B球的動能Ek2=mA+mB=190JEk2Ek1,有能量損失,為非彈性碰撞,C正確?！炯庸逃?xùn)練】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()A.2B.3C.4D.5【解析】選A、B。由題意知：碰后兩物塊運動方向相同,動量守恒,Mv=Mv1+mv2,又Mv1=mv2,得出v1=v、v2=v,能量關(guān)系滿足：Mv2M+m,把v1、v2代入求得3,故A、B正確。7.【解析】動量p=mv,根據(jù)v=可知兩滑塊碰前的速度分別為v1=0.2s1b、v2=0.2s3b,則碰前動量分別為0.2abs1和0.2abs3,總動量大小為av1-av2=0.2ab(s1-s3),碰撞后兩滑塊的總動量大小為2av=0.4abs2。答案：0.2abs30.2abs1(第1、2空答案可互換)0.2ab(s1-s3)0.4abs28.【解題指南】解答本題注意以下兩點：(1)碰撞前后動量守恒。(2)碰撞前后能量守恒。【解析】設(shè)三個物塊A、B和C的質(zhì)量均為m,A與B碰撞前A的速度為v,碰撞后的速度為v1,A、B與C碰撞后的共同速度為v2。由動量守恒定律得mv=2mv1,mv=3mv2設(shè)第一次碰撞中的動能損失為E1,第二次碰撞中的動能損失為E2,由能量守恒定律得mv2=(2m)+E1(2m)=(3m)+E2聯(lián)立以上四式解得E1E2=31答案：319.【解析】(1)設(shè)小球a、b質(zhì)量分別為m1、m2,細(xì)線長為L,b球擺至最低點與a球碰撞前的速度為v0,碰撞后的速度為v,則對b球擺至最低點,由機械能守恒得m2gL=m2最低點小球a、b碰撞由動量守恒定律得m2v0=(m1+m2)v小球a、b一起擺至最高點,由機械能守恒得(m1+m2)v2=(m1+m2)gL(1-cos)聯(lián)立式得=-1并代入題給數(shù)據(jù)得=-1(2)兩球在碰撞過程中損失的機械能是Q=m2gL-(m1+m2)gL(1-cos)聯(lián)立式,Q與碰前球b的最大動能Ek=m2gL之比為=1-(1-cos)聯(lián)立式,并代入數(shù)據(jù)得=1-答案：(1)-1(2)1-【加固訓(xùn)練】(xx瓊海模擬)兩質(zhì)量均為2m的劈A和B,高度相同,放在光滑水平面上,A和B的傾斜面都是光滑曲面,曲面下端與水平面相切,如圖所示,一質(zhì)量為m的物塊位于劈A的傾斜面上,距水平面的高度為h。物塊從靜止滑下,然后又滑上劈B。求：(1)物塊第一次離開劈A時,劈A的速度;(2)物塊在劈B上能夠達(dá)到的最大高度。(重力加速度為g)【解析】(1)設(shè)物塊第一次離開A時的速度為v1,A的速度為v2,由系統(tǒng)動量守恒得mv1-2mv2=0由系統(tǒng)機械能守恒得mgh=m+2m聯(lián)立解得v2=v1=。(2)物塊在劈B上達(dá)到最大高度h時兩者速度相同,設(shè)為v,由系統(tǒng)動量守恒和機械能守恒得(m+2m)v=mv1(m+2m)v2+mgh=m聯(lián)立解得h=h。答案：(1)(2)h10.【解析】(1)設(shè)滑塊A滑到圓弧末端時的速度大小為v1,由機械能守恒定律有：mAgh=mA,代入數(shù)據(jù)解得v1=5m/s。設(shè)A、B碰后瞬間的共同速度為v2,滑塊A與B碰撞瞬間與車C無關(guān),滑塊A與B組成的系統(tǒng)動量守恒,mAv1=(mA+mB)v2代入數(shù)據(jù)解得v2=2.5m/s。(2)設(shè)小車C的最短長度為L,滑塊A與B最終沒有從小車C上滑出,三者最終速度相同設(shè)為v3,根據(jù)動量守恒定律有(mA+mB)v2=(mA+mB+mC)v3根據(jù)能量守恒定律有(mA+mB)gL=(mA+mB)-(mA+mB+mC)聯(lián)立式并代入數(shù)據(jù)解得L=0.375m。答案：(1)2.5m/s(2)0.375 m【總結(jié)提升】解決多物體系統(tǒng)動量守恒問題的技巧(1)靈活選取系統(tǒng)的構(gòu)成,根據(jù)題目的特點可選取其中動量守恒或能量守恒的幾個物體為研究對象,不一定選所有的物體為研究 對象。(2)靈活選取物理過程。在綜合題目中,物體運動常有幾個不同過程,根據(jù)題目的已知、未知靈活地選取物理過程來研究。列方程前要注意判斷所選過程動量、機械能的守恒情況。