2019年高考物理總復(fù)習(xí) 第十三章 第1講 動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用 新人教版選修3-5.doc
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2019年高考物理總復(fù)習(xí) 第十三章 第1講 動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用 新人教版選修3-5 1. 物體的動(dòng)量變化量的大小為5 kgm/s,這說(shuō)明( ). A.物體的動(dòng)量在減小 B.物體的動(dòng)量在增大 C.物體的動(dòng)量大小也可能不變 D.物體的動(dòng)量大小一定變化 解析 動(dòng)量是矢量,動(dòng)量變化了5 kgm/s,物體動(dòng)量的大小可以在增大,也可以在減小,還可能不變.若物體以大小5 kgm/s的動(dòng)量做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),物體的動(dòng)量大小保持不變,當(dāng)末動(dòng)量方向與初動(dòng)量方向間的夾角為60時(shí),物體的動(dòng)量變化量的大小為5 kgm/s.故C正確. 答案 C 2.一炮艇總質(zhì)量為M,以速度v0勻速行駛,從艇上以相對(duì)海岸的水平速度v沿前進(jìn)方向射出一質(zhì)量為m的炮彈,發(fā)射炮彈后艇的速度為v′,若不計(jì)水的阻力,則下列各關(guān)系式中正確的是( ). A.Mv0=(M-m)v′+mv B.Mv0=(M-m)v′+m(v+v0) C.Mv0=(M-m)v′+m(v+v′) D.Mv0=Mv′+mv 解析 動(dòng)量守恒定律中的速度都是相對(duì)于同一參考系的,題目中所給炮彈的速度v是相對(duì)于河岸的,即相對(duì)于地面的,所以有:Mv0=(M-m)v′+mv,故選項(xiàng)A正確,其他選項(xiàng)錯(cuò)誤. 答案 A 3. 如圖1所示,一個(gè)木箱原來(lái)靜止在光滑水平面上,木箱內(nèi)粗糙的底板上放著一個(gè)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(gè)向 右的初速度v0,則( ). 圖1 A.小木塊和木箱最終都將靜止 B.小木塊最終將相對(duì)木箱靜止,二者一起向右運(yùn)動(dòng) C.小木塊在木箱內(nèi)壁將始終來(lái)回往復(fù)碰撞,而木箱一直向右運(yùn)動(dòng) D.如果小木塊與木箱的左壁碰撞后相對(duì)木箱靜止,則二者將一起向左運(yùn)動(dòng) 解析 系統(tǒng)不受外力,系統(tǒng)動(dòng)量守恒,最終兩個(gè)物體以相同的速度一起向右運(yùn)動(dòng),B正確. 答案 B 4.一顆子彈水平射入置于光滑水平面上的木塊A并留在其中,A、B用一根彈性良好的輕質(zhì)彈簧連在一起,如圖所示.則在子彈打擊木塊A及彈簧被壓縮的過(guò)程中,對(duì)子彈、兩木塊和彈簧組成的系統(tǒng)( ) 圖2 A.動(dòng)量守恒,機(jī)械能守恒 B.動(dòng)量不守恒,機(jī)械能守恒 C.動(dòng)量守恒,機(jī)械能不守恒 D.無(wú)法判定動(dòng)量、機(jī)械能是否守恒 解析:動(dòng)量守恒的條件是系統(tǒng)不受外力或所受外力之和為零,本題中子彈、木塊、彈簧組成的系統(tǒng),水平方向上不受外力,豎直方向上受合外力之和為零,所以動(dòng)量守恒.機(jī)械能守恒的條件是系統(tǒng)除重力、彈力做功外,其他力對(duì)系統(tǒng)不做功,本題中子彈穿入木塊瞬間有部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能(發(fā)熱),所以系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒.故C選項(xiàng)正確.A、B、D錯(cuò)誤. 答案:C 5.a(chǎn)、b兩個(gè)小球在一直線上發(fā)生碰撞,它們?cè)谂鲎睬昂蟮膕t圖象如圖3所示.若a球的質(zhì)量ma=1 kg,則b球的質(zhì)量mb等于多少? 圖3 解析 由圖知va=4 m/s,va′=-1 m/s,vb=0,vb′=2 m/s, 根據(jù)動(dòng)量守恒定律有mava=mava′+mbvb′, 解得mb=2.5 kg. 答案 2.5 kg 6.光滑水平面有兩個(gè)物塊A、B在同一直線上相向運(yùn)動(dòng),A的速度為4 m/s,質(zhì)量為2 kg,B的速度為2 m/s,二者碰后粘在一起沿A原來(lái)的方向運(yùn)動(dòng),且速度大小變?yōu)? m/s. 求:(1)B的質(zhì)量; (2)這一過(guò)程產(chǎn)生的內(nèi)能. 解析 (1)設(shè)A、B兩物塊的質(zhì)量分別為mA、mB,碰前速度為vA、vB,碰后共同速度為v,以A物塊的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?,由碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒有: mAvA-mBvB=(mA+mB)v, 則mB= mA=2 kg=2 kg. (2)碰撞過(guò)程產(chǎn)生的內(nèi)能為Q=ΔEk=mAv+mBv-(mA+mB)v2=242 J+222 J-(2+2)12 J=18 J. 答案 (1)2 kg (2)18 J 7.如圖5所示,質(zhì)量m1=0.3 kg的小車靜止在光滑的水平面上,車長(zhǎng)L=1.5 m,現(xiàn)有質(zhì)量m2=0.2 kg可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊,以水平向右的速度v0從左端滑上小車.物塊與小車上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,取g=10 m/s2.要使物塊不從小車右端滑出,物塊滑上小車左端的速度v0不超過(guò)多少? 圖5 解析 要使物塊恰好不從小車上滑出,需滿足物塊到小車右端時(shí)與小車有共同的速度v,則m2v0=(m1+m2)v, 由功能關(guān)系有m2v=(m1+m2)v2+μm2gL, 代入數(shù)據(jù)解得v0=5 m/s, 故要使物塊不從小車右端滑出, 物塊滑上小車的速度v0不能超過(guò)5 m/s. 答案 5 m/s 8.質(zhì)量為M、內(nèi)壁間距為L(zhǎng)的箱子靜止于光滑的水平面上,箱子中間有一質(zhì)量為m的小物塊,小物塊與箱子底板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.初始時(shí)小物塊停在箱子正中間.如圖6所示.現(xiàn)給小物塊一水平向右的初速度v,小物塊與箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中間,并與箱子保持相對(duì)靜止.設(shè)碰撞都是彈性的,則整個(gè)過(guò)程中,系統(tǒng)損失的動(dòng)能為( ) 圖6 A.mv2 B.v2 C.NμmgL D.NμmgL 解析 小物塊與箱子作用過(guò)程中滿足動(dòng)量守恒,小物塊最后恰好又回到箱子正中間.二者相對(duì)靜止,即為共速,設(shè)速度為 v1,mv=(m+M)v1,系統(tǒng)損失動(dòng)能ΔEk=mv2-(M+m)v=,A錯(cuò)誤、B正確;由于碰撞為彈性碰撞,故碰撞時(shí)不損失能量,系統(tǒng)損失的動(dòng)能等于系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量,即ΔEk=Q=NμmgL,C錯(cuò)誤,D正確. 答案 BD 9.氣墊導(dǎo)軌上有A、B兩個(gè)滑塊,開(kāi)始時(shí)兩個(gè)滑塊靜止,它們之間有一根被壓縮的輕質(zhì)彈簧,滑塊間用繩子連接(如圖7甲所示),繩子燒斷后,兩個(gè)滑塊向相反方向運(yùn)動(dòng),圖乙為它們運(yùn)動(dòng)過(guò)程的頻閃照片,頻閃的頻率為10 Hz,由圖可知: 圖7 (1)A、B離開(kāi)彈簧后,應(yīng)該做________運(yùn)動(dòng),已知滑塊A、B的質(zhì)量分別為200 g、300 g,根據(jù)照片記錄的信息,從圖中可以看出閃光照片有明顯與事實(shí)不相符合的地方是____________________________. (2)若不計(jì)此失誤,分開(kāi)后,A的動(dòng)量大小為_(kāi)_______ kgm/s,B的動(dòng)量的大小為_(kāi)_______ kgm/s,本實(shí)驗(yàn)中得出“在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi),兩滑塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒”這一結(jié)論的依據(jù)是________________________________________. 解析 (1)A、B離開(kāi)彈簧后因水平方向不再受外力作用,所以均做勻速直線運(yùn)動(dòng),在離開(kāi)彈簧前A、B均做加速運(yùn)動(dòng),A、B兩滑塊的第一個(gè)間隔應(yīng)該比后面勻速時(shí)相鄰間隔的長(zhǎng)度?。? (2)周期T==0.1 s,v=,由題圖知A、B勻速時(shí)速度分別為vA=0.09 m/s,vB=0.06 m/s,分開(kāi)后A、B的動(dòng)量大小均為p=0.018 kgm/s,方向相反,滿足動(dòng)量守恒,系統(tǒng)的總動(dòng)量為0. 答案 (1)勻速直線 A、B兩滑塊的第一個(gè)間隔 (2)0.018 0.018 A、B兩滑塊作用前后總動(dòng)量相等,均為0 10.如圖8所示,一輛質(zhì)量M=3 kg的小車A靜止在光滑的水平面上,小車上有一質(zhì)量m=1 kg的光滑小球B,將一輕質(zhì)彈簧壓縮并鎖定,此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為Ep=6 J,小球與小車右壁距離為L(zhǎng),解除鎖定,小球脫離彈簧后與小車右壁的油灰阻擋層碰撞并被粘住,求: 圖8 (1)小球脫離彈簧時(shí)小球和小車各自的速度大??; (2)在整個(gè)過(guò)程中,小車移動(dòng)的距離. 解析 (1)水平面光滑,由小車、彈簧和小球組成的系統(tǒng)在從彈簧解鎖到小球脫離彈簧的過(guò)程中,滿足動(dòng)量守恒和能量守恒,即:mv1-Mv2=0, mv+Mv=Ep, 聯(lián)立兩式并代入數(shù)據(jù)解得: v1=3 m/s,v2=1 m/s. (2)在整個(gè)過(guò)程中,系統(tǒng)動(dòng)量守恒,所以有m=M,x1+x2=L, 解得:x2=. 答案 (1)3 m/s 1 m/s (2) 11.如圖9所示,甲車質(zhì)量為2 kg,靜止在光滑水平面上,其頂部上表面光滑,右端放一個(gè)質(zhì)量為1 kg的小物塊,乙車質(zhì)量為4 kg,以5 m/s的速度向左運(yùn)動(dòng),與甲車碰撞后甲車獲得6 m/s的速度,物塊滑到乙車上,若乙車足夠長(zhǎng),其頂部上表面與物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2(g取10 m/s2),則 圖9 (1)物塊在乙車上表面滑行多長(zhǎng)時(shí)間相對(duì)乙車靜止; (2)物塊最終距離乙車左端多大距離. 解析 (1)對(duì)甲、乙碰撞,動(dòng)量守恒,m乙v0=m甲v1+m乙v2,解得v2=2 m/s. 物塊滑向乙車,物塊和乙車組成的系統(tǒng),由動(dòng)量守恒定律,m乙v2=(m+m乙)v,解得v=1.6 m/s. 物塊在滑動(dòng)摩擦力作用下向左勻加速運(yùn)動(dòng),加速度a=μg=2 m/s2. 物塊在乙車上滑動(dòng)時(shí)間, t==0.8 s. (2)由動(dòng)能定理, μmgs=m乙,v-(m+m乙)v2 解得s=0.8 m, 即物塊最終距離乙車左端0.8 m. 答案 (1)0.8 s (2)0.8 m 12.如圖10所示,固定的光滑圓弧面與質(zhì)量為6 kg的小車C的上表面平滑相接,在圓弧面上有一個(gè)質(zhì)量為2 kg的滑塊A,在小車C的左端有一個(gè)質(zhì)量為2 kg的滑塊B,滑塊A與B均可看做質(zhì)點(diǎn).現(xiàn)使滑塊A從距小車的上表面高h(yuǎn)=1.25 m處由靜止下滑,與B碰撞后瞬間粘合在一起共同運(yùn)動(dòng),最終沒(méi)有從小車C上滑出.已知滑塊A、B與小車C的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.5,小車C與水平地面的摩擦忽略不計(jì),取g=10 m/s2.求: 圖10 (1)滑塊A與B碰撞后瞬間的共同速度的大??; (2)小車C上表面的最短長(zhǎng)度. 解析 (1)設(shè)滑塊A滑到圓弧末端時(shí)的速度大小為v1,由機(jī)械能守恒定律有: mAgh=mAv, ① 代入數(shù)據(jù)解得v1==5 m/s. ② 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(wú)關(guān),滑塊A與B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒, mAv1=(mA+mB)v2, ③ 代入數(shù)據(jù)解得v2=2.5 m/s. ④ (2)設(shè)小車C的最短長(zhǎng)度為L(zhǎng),滑塊A與B最終沒(méi)有從小車C上滑出,三者最終速度相同設(shè)為v3, 根據(jù)動(dòng)量守恒定律有: (mA+mB)v2=(mA+mB+mC)v3 ⑤ 根據(jù)能量守恒定律有: μ(mA+mB)gL=(mA+mB)v-(mA+mB+mC)v ⑥ 聯(lián)立⑤⑥式代入數(shù)據(jù)解得L=0.375 m. ⑦ 答案 (1)2.5 m/s (2)0.375 m- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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