2019届高考物理一轮复习第6章动量守恒定律第2讲动量守恒定律的综合应用课时作业（含解析）.doc

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1、12、动量守恒定律的综合应用基础训练1(2018黑龙江哈三中二模)如图所示，在光滑水平面上质量为 m 的物体 A 以速度v0与静止的物体 B 发生碰撞，物体 B 的质量为 2m，则碰撞后物体 B 的速度大小可能为( )A v0 B. C0 D.4v03 v03答案：D 解析：物体 A 与物体 B 碰撞的过程中动量守恒，选物体 A 原来的运动方向为正方向：如果发生的是完全非弹性碰撞，由动量守恒定律得 mv0( m2 m)v，计算得出 vv0；如果发生的是完全弹性碰撞，由动量守恒定律得 mv0 mv12 mv2，由能量守恒定律得13mv mv 2mv ，计算得出 v2 v0.碰撞后物体 B 的速度

2、满足 v0 vB v0，选项 D12 20 12 21 12 2 23 13 23正确2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 M3 kg.质量 m1 kg 的铁块以水平速度 v04 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( )A3 J B4 J C6 J D20 J答案：A 解析：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 mv FfL (M m)v2 Ep.铁

3、块相对木板运动的整个过程中 mv 2 FfL (M m)12 20 12 12 20 12v2，由动量守恒可知 mv0( M m)v.联立解得 Ep3 J，A 正确3 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( )2A. B. x C x D. xx3 3 63答案：D 解析：当用板挡住小球 A 而只释放 B 球时，根据能量守恒： Ep mv

4、 ，根据12 20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：2 mvA mvB0， Ep2mv mv ，解得 vB v0， B 球的落地点距桌边距离为 x vBt x，选项 D 正12 2A 12 2B 63 63确42017 年 6 月 15 日上午 11 点，我国在酒泉卫星发射中心用长征四号乙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 M2 100 g，当它以对地速度为 v0840 m/s 喷出质量为

5、 m100 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)( )A42 m/s B42 m/s C40 m/s D40 m/s答案：B 解析：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 mv 0( M m )v，由此可得火箭的速度 v 42 m/s. mv0M m5(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 1

6、00 cm 处B第四次拍照时物体 A 在 80 cm 处C mA mB31D mA mB13答案：AD 解析：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，3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 xAt 0.40.1m/s4 m/s，方向向右，碰撞后，物体 A 的速度大小为 vA m/s，方向向左，物0.20.1体 B 的速度大小为 vB m/s2 m/s，方向向右，取向右为正方向，根据动量守恒xBt 0.20.1定律得 mAv0 mAvA mBvB，代入数据得 mA4 mA2 mB2，解得 mA mB13，故

7、 C项错误，D 项正确能力提升6如图所示，小车放在光滑水平面上， A 端固定一个轻弹簧， B 端粘有油泥，小车总质量为 M，质量为 m 的木块 C 放在小车上，用细绳连接于小车的 A 端并使弹簧压缩，开始时小车和 C 都静止，当突然烧断细绳时， C 被释放，使 C 离开弹簧向 B 端冲去，并跟 B 端油泥粘在一起，忽略一切摩擦，以下说法正确的是( )A弹簧伸长过程中 C 向右运动，同时 AB 也向右运动B C 与 B 碰前， C 与小车的速率之比为 m MC C 与油泥粘在一起后，小车立即停止运动D C 与油泥粘在一起后，小车继续向左运动答案：C 解析：依据系统动量守恒， C 向右运动时， A

8、B 向左运动，或由牛顿运动定律判断， AB 受向左的弹力作用而向左运动，故 A 项错；又 MvAB mvC，得 ，即 B 项错；vCvAB Mm根据动量守恒得：0( M m)v，所以 v0，故选 C.7(2018河南洛阳一模)(多选)如图所示，质量为 m245 g 的物块(可视为质点)放在质量为 M0.5 kg 的木板左端，足够长的木板静止在光滑水平面上，物块与木板间的动摩擦因数为 0.4，质量为 m05 g 的子弹以速度 v0300 m/s 沿水平方向射入物块并留在其中(时间极短)，取 g10 m/s 2，则在整个过程中( )A物块和木板组成的系统动量守恒B子弹的末动量大小为 0.01 kg

9、m/sC子弹对物块的冲量大小为 0.49 Ns4D物块相对于木板滑行的时间为 1 s答案：BD 解析：子弹射入物块的过程中，物块的动量增大，所以物块和木板组成的系统动量不守恒，故 A 错误；选取向右为正方向，子弹射入物块过程，由动量守恒定律可得 m0v0( m0 m)v1，物块在木板上滑动过程，由动量守恒定律可得( m0 m)v1( m0 m M)v2，联立可得 v2 2 m/s，所以子弹的末动量大小为 p m0v20.01 kgm/s，m0v0m0 m M故 B 正确；由动量定理可得子弹受到的冲量 I p p p00.01 kgm/s510 3 300 kgm/s1.49 kgm/s1.49

10、 Ns.子弹与物块间的相互作用力大小始终相等，方向相反，所以子弹对物块的冲量大小为 1.49 Ns，故 C 错误；对子弹和物块整体，由动量定理得 (m0 m)gt( m0 m)(v2 v1)，综上可得，物块相对于木板滑行的时间 t 1 s，故 D 正确.v2 v1 g8.(2018山东部分重点中学联考)如图所示，长 R0.6 m 的不可伸长的细绳一端固定在 O 点，另一端系着质量 m20.1 kg 的小球 B，小球 B 刚好与水平面相接触现使质量m10.3 kg 的物块 A 沿光滑水平面以 v04 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

11、周运动，已知重力加速度取 g10 m/s2， A、 B均可视为质点，试求：(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答案：(1)6 m/s (2)1 N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 m2v2m1v m1v m2v12 20 12 21 12 2解得碰撞后瞬间物块 A 的速度 v1 v02 m/sm1 m2m1 m2小球 B 的速度 v2 v06 m/s2m1m1 m2(2)碰撞后，设小球 B 运动到最高点时的速度为 v，则由机械能守恒定律有：5m2v m2v22

12、 m2gR12 2 12又由向心力公式有： Fn F m2g m2v2R联立解得小球 B 对细绳的拉力大小 F F1 N.9如图所示，质量 M2 kg 的长木板 B 静止于光滑水平面上， B 的右边放有竖直固定挡板， B 的右端到挡板的距离为 s.现有一小物体 A(可视为质点)质量 m1 kg，以初速度v06 m/s 从 B 的左端水平滑上 B.已知 A 与 B 间的动摩擦因数 0.2， A 始终未滑离B， B 与竖直挡板碰前 A 和 B 已相对静止 B 与挡板的碰撞时间极短，碰后以原速率弹回重力加速度取 g10 m/s 2，求：(1)B 与挡板相碰时的速度大小；(2)s 的最短距离；(3)长

13、木板 B 与竖直固定挡板碰撞后离竖直固定挡板的距离为多少时，物体 A 恰与长木板 B 相对静止？(结果保留两位小数)答案：(1)2 m/s (2)2 m (3)1.78 m解析：(1)设 B 与挡板相碰时的速度大小为 v1，由动量守恒定律得 mv0( M m)v1，v12 m/s.(2)A 与 B 刚好共速时 B 到达挡板距离 s 最短，由牛顿第二定律得， B 的加速度为a 1 m/s 2 mgMs 2 m.v212a(3)B 与挡板碰后， A、 B 最后一起向左运动，共同速度大小为 v2，由动量守恒定律，有 Mv1 mv1( m M)v2v2 m/s23设长木板 B 与竖直固定挡板碰撞后离竖

14、直固定挡板的距离为 L 时，物体 A 恰与长木板B 相对静止，对长木板 B 由动能定理得 mgL Mv Mv12 2 12 216代入数据得 L1.78 m.10在原子核物理中，研究核子与核关联的最有效途径是“双电荷交换反应” 这类反应的前半部分过程和下述力学模型类似两个小球 A 和 B 用轻质弹簧相连，在光滑的水平直轨道上处于静止状态在它们左边有一垂直于轨道的固定挡板 P，右边有一小球 C 沿轨道以速度 v0射向 B 球，如图所示 C 与 B 发生碰撞并立即结成一个整体 D.在它们继续向左运动的过程中，当弹簧长度变到最短时，长度突然被锁定，不再改变然后， A 球与挡板P 发生碰撞，碰后 A、

15、 D 都静止不动， A 与 P 接触而不粘连过一段时间，突然解除锁定(锁定及解除锁定均无机械能损失)已知 A、 B、 C 三球的质量均为 m.(1)求弹簧长度刚被锁定后 A 球的速度；(2)求在 A 球离开挡板 P 之后的运动过程中，弹簧的最大弹性势能答案：(1) v0 (2) mv13 136 20解析：(1)设 C 球与 B 球粘结成 D 时， D 的速度为 v1，由动量守恒定律，有mv0( m m)v1当弹簧压至最短时， D 与 A 的速度相等，设此速度为 v2，由动量守恒定律，有2mv13 mv2由两式得 A 的速度 v2 v0.13(2)设弹簧长度被锁定后，贮存在弹簧中的势能为 Ep，由能量守恒定律，有2mv mv Ep12 21 12 2撞击 P 后， A 与 D 的动能都为零，解除锁定后，当弹簧刚恢复到自然长度时，势能全部转变成 D 的动能，设 D 的速度为 v3，则有Ep (2m)v 12 23当弹簧伸长， A 球离开挡板 P，并获得速度当 A、 D 的速度相等时，弹簧伸至最长设此时的速度为 v4，由动量守恒定律，有2mv33 mv4当弹簧伸到最长时，其势能最大，设此势能为 E p，由能量守恒定律，有2mv mv E 12 23 12 24 P7解以上各式得 E p mv .136 20