高考物理一轮复习课时提升作业：
动量 动量守恒定律
(建议用时40分钟)
1.(多选)如图所示,一个质量为0.2 kg的垒球,以20 m/s的水平速度飞向球棒,被球棒打击后反向水平飞回,速度大小变为40 m/s,设球棒与垒球的作用时间为0.01 s。下列说法正确的是
( )
A.球棒对垒球的平均作用力大小为1 200 N B.球棒对垒球的平均作用力大小为400 N C.球棒对垒球做的功为120 J D.球棒对垒球做的功为40 J
【解析】选A、C。设球棒对垒球的平均作用力为F,由动量定理得·t=m(vt-v0),取vt=40 m/s,
则v0=-20 m/s,代入上式,得=1 200 N,由动能定理得W=m=120 J,选项A、C正确。
-m
2.(2019·江苏高考)质量为M的小孩站在质量为m的滑板上,小孩和滑板均处于静止状态,忽略滑板与地面间的摩擦。小孩沿水平方向跃离滑板,离开滑板时的速度大小为v,此时滑板的速度大小为 A.
v B.
( ) v C.
v D.
v
【解析】选B。设滑板的速度为u,由小孩和滑板动量守恒得:0=mu-Mv,解得:u=确,A、C、D错误。
v,故B正
3.我国在酒泉卫星发射中心用“长征四号”运载火箭成功发射硬X射线调制望远镜卫星“慧眼”。假设将发射火箭看成如下模型:静止的实验火箭,总质量为M=2 100 g,当它以对地速度
1
为v0=840 m/s喷出质量为Δm=100 g的高温气体后,火箭的对地速度为(喷出气体过程中重力和空气阻力可忽略不计) ( ) A.42 m/s B.-42 m/s C.40 m/s
D.-40 m/s
【解析】选B。取火箭及喷出的高温气体为系统,则火箭在向外喷气过程中满足动量守恒定律0=Δmv0+(M-Δm)v,由此可得火箭的速度v=-=-42 m/s。
4.如图所示,静止在光滑水平面上的木板,右端有一根轻质弹簧沿水平方向与木板相连,木板质量M=3 kg。质量m=1 kg的铁块以水平速度v0=4 m/s,从木板的左端沿板面向右滑行,压缩弹簧后又被弹回,最后恰好停在木板的左端。在上述过程中弹簧具有的最大弹性势能为
( )
A.3 J B.4 J C.6 J D.20 J
【解析】选A。设铁块与木板速度相同时,共同速度大小为v,铁块相对木板向右运动时,滑行的最大路程为L,摩擦力大小为Ff。铁块相对于木板向右运动过程中,根据能量守恒得
2
m=FfL+(M+m)v+Ep。铁块相对木板运动的整个过程中m
=2FfL+(M+m)v,由动量守恒可知mv0=(M+m)v。联立解得Ep=3 J,A正确。
5.(2019·舟山模拟)如图所示,小车静止在光滑的水平面上,将系绳小球拉开到一定角度,然后同时放开小球和小车,那么在以后的过程中 ( )
2
A.小球向左摆动时,小车也向左运动,且系统动量守恒 B.小球向左摆动时,小车向右运动,且系统动量守恒 C.小球向左摆到最高点时,小球与小车瞬时速度均为零
2
D.在任意时刻,小球和小车在水平方向的动量一定大小相等、方向相同
【解析】选C。小球与小车组成的系统在水平方向不受外力,竖直方向所受外力不为零,故系统只在水平方向动量守恒,系统在水平方向上总动量为零,小球与车在水平方向上的动量大小相等、方向相反,小球向左摆动时,小车向右运动,故选项A、B错误;小球向左摆到最高点时,小球的速度为零而小车的速度也为零,故选项C正确;系统只在水平方向动量守恒,在任意时刻,小球和小车在水平方向的动量一定大小相等、方向相反,故选项D错误。
6.A、B两球之间压缩一根轻弹簧,静置于光滑水平桌面上。已知A、B两球质量分别为2m和m。当用板挡住A球而只释放B球时,B球被弹出落于距桌边距离为x的水平地面上,如图所示。当用同样的程度压缩弹簧,取走A左边的挡板,将A、B同时释放时,B球的落地点距桌边距离为( )
A. B.
x C.x D.
x
【解析】选D。当用板挡住小球A而只释放B球时,根据能量守恒:Ep=m,根据平抛运动
规律有:x=v0t。当用同样的程度压缩弹簧,取走A左边的挡板,将A、B同时释放时,设A、B的速度分别为vA和vB,则根据动量守恒和能量守恒有:2mvA-
mvB=0,Ep=·2m正确。
+m,解得vB=v0,B球的落地点距桌边距离为x′=vBt=x,选项D
7.(多选)A、B两物体在一水平长直气垫导轨上相碰,碰撞前物体A做匀速直线运动,物体B静止不动,频闪照相机每隔0.1 s闪光一次,连续拍照多次,拍得如图所示的照片,不计两物体的大小及两物体碰撞过程所用的时间,则由此照片可判断 ( )
A.第四次拍照时物体A在100 cm处 B.第四次拍照时物体A在80 cm处 C.mA∶mB=3∶1
3
D.mA∶mB=1∶3
【解析】选A、D。碰撞前,物体A做匀速直线运动,可知物体A第三次在90 cm处,第四次在100 cm处,故A项正确,B项错误;碰撞前,物体A的速度大小为v0= =
m/s=4 m/s,方向向右,碰撞后,物体A的速度大小为vA=
=
m/s=2 m/s,方向向
左,物体B的速度大小为vB== m/s=2 m/s,方向向右,取向右为正方向,根据动量守恒定
律得mAv0=-mAvA+mBvB,代入数据得mA×4=-mA×2+mB×2,解得mA∶mB =1∶3,故C项错误,D项正确。
8.(多选)(2019·杭州模拟)如图所示,三个完全相同且质量均为m的正方体叠放在水平面上;锁定后正方体2的4个斜面均与水平方向成45°角。若不计一切摩擦,解除锁定后,正方体2下落过程中未发生转动,下列说法正确的是 ( )
A.解除锁定前,正方体2对1的压力大小为
mg
B.正方体2落地前的速度与正方体1的速度总是大小相等 C.正方体2落地前,1、2、3构成的系统机械能不守恒 D.正方体2落地前,1、2、3构成的系统动量守恒
【解析】选A、B。解除锁定前,对正方体2分析,由平衡知识可知:2Ncos45°=mg,解得N=mg,
则正方体2对1的压力大小为mg,选项A正确;由几何关系可知,正方体2落地前下落的高
度总等于正方体1向左移动的距离,可知正方体2落地前的速度与正方体1的速度总是大小相等,选项B正确;正方体2落地前,1、2、3构成的系统由于只有2的重力做功,则系统的机械能守恒,选项C错误;正方体2落地前,1、2、3构成的系统水平方向受合外力为零,则水平方向动量守恒,选项D错误。
9.某同学用如图所示的装置“验证动量守恒定律”,其操作步骤如下:
4
A.将操作台调为水平;
B.用天平测出滑块A、B的质量mA、mB;
C.用细线将滑块A、B连接,滑块A、B紧靠在操作台边缘,使A、B间的弹簧处于压缩状态; D.剪断细线,滑块A、B均做平抛运动,记录A、B滑块的落地点M、N; E.用刻度尺测出M、N距操作台边缘的水平距离x1、x2; F.用刻度尺测出操作台台面距地面的高度h。
(1)上述步骤中,多余的步骤是__。
(2)如果动量守恒,须满足的关系是____(用测量量表示)。
【解析】取滑块A的初速度方向为正方向,两滑块的质量和平抛初速度大小分别为mA、mB、v1、v2,平抛运动的水平位移大小分别为x1、x2,平抛运动的时间为t。需要验证的方程为0=mAv1-mBv2,又v1=
,v2=
,代入得到mAx1=mBx2,故不需要用刻度尺测出操作台台面距地面的
高度h。所以多余的步骤是F。 答案:(1)F (2)mAx1=mBx2
10.如图所示,长R=0.6 m的不可伸长的细绳一端固定在O点,另一端系着质量m2=0.1 kg的小球B,小球B刚好与水平面相接触。现使质量m1=0.3 kg的物块A沿光滑水平面以v0=4 m/s的速度向B运动并与B发生弹性正碰,A、B碰撞后,小球B能在竖直平面内做圆周运动,已知重力加速度g取10 m/s,A、B均可视为质点,试求:
2
(1)在A与B碰撞后瞬间,小球B的速度v2的大小。 (2)小球B运动到最高点时对细绳的拉力大小。
【解析】(1)物块A与小球B碰撞时,由动量守恒定律和机械能守恒定律有:m1v0= m1v1+m2v2
m1
=m1+m2
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浙江专版2021版高考物理一轮复习课时提升作业三十三动量动量守恒定律含解析 - 图文
