浙江專版2024年高考物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)提升作業(yè)三十三動(dòng)量動(dòng)量守恒定律含解析

PAGE9-動(dòng)量動(dòng)量守恒定律(建議用時(shí)40分鐘)1.(多選)如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為0.2kg的壘球,以20m/s的水平速度飛向球棒,被球棒打擊后反向水平飛回,速度大小變?yōu)?0m/s,設(shè)球棒與壘球的作用時(shí)間為0.01s。下列說(shuō)法正確的是 ()A.球棒對(duì)壘球的平均作用力大小為1200NB.球棒對(duì)壘球的平均作用力大小為400NC.球棒對(duì)壘球做的功為120JD.球棒對(duì)壘球做的功為40J【解析】選A、C。設(shè)球棒對(duì)壘球的平均作用力為F,由動(dòng)量定理得F·t=m(vt-v0),取vt=40m/s,則v0=-20m/s,代入上式,得F=1200N,由動(dòng)能定理得W=12mvt2-=120J,選項(xiàng)A、C正確。2.(2024·江蘇高考)質(zhì)量為M的小孩站在質(zhì)量為m的滑板上,小孩和滑板均處于靜止?fàn)顟B(tài),忽視滑板與地面間的摩擦。小孩沿水平方向躍離滑板,離開(kāi)滑板時(shí)的速度大小為v,此時(shí)滑板的速度大小為 ()A.mMvB.MmvC.mm【解析】選B。設(shè)滑板的速度為u,由小孩和滑板動(dòng)量守恒得:0=mu-Mv,解得:u=Mmv,故B正確,A、C、D3.我國(guó)在酒泉衛(wèi)星放射中心用“長(zhǎng)征四號(hào)”運(yùn)載火箭勝利放射硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星“慧眼”。假設(shè)將放射火箭看成如下模型:靜止的試驗(yàn)火箭,總質(zhì)量為M=2100g,當(dāng)它以對(duì)地速度為v0=840m/s噴出質(zhì)量為Δm=100g的高溫氣體后,火箭的對(duì)地速度為(噴出氣體過(guò)程中重力和空氣阻力可忽視不計(jì)) ()A.42m/s B.-42m/sC.40m/s D.-40m/s【解析】選B。取火箭及噴出的高溫氣體為系統(tǒng),則火箭在向外噴氣過(guò)程中滿意動(dòng)量守恒定律0=Δmv0+(M-Δm)v,由此可得火箭的速度v=-Δmv0M4.如圖所示,靜止在光滑水平面上的木板,右端有一根輕質(zhì)彈簧沿水平方向與木板相連,木板質(zhì)量M=3kg。質(zhì)量m=1kg的鐵塊以水平速度v0=4m/s,從木板的左端沿板面對(duì)右滑行,壓縮彈簧后又被彈回,最終恰好停在木板的左端。在上述過(guò)程中彈簧具有的最大彈性勢(shì)能為 ()A.3J B.4JC.6J D.20J【解析】選A。設(shè)鐵塊與木板速度相同時(shí),共同速度大小為v,鐵塊相對(duì)木板向右運(yùn)動(dòng)時(shí),滑行的最大路程為L(zhǎng),摩擦力大小為Ff。鐵塊相對(duì)于木板向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,依據(jù)能量守恒得12mv02=FfL+12(M+m)v2+Ep=2FfL+12(M+m)v2,由動(dòng)量守恒可知mv0=(M+m)v。聯(lián)立解得Ep=3J,A5.(2024·舟山模擬)如圖所示,小車(chē)靜止在光滑的水平面上,將系繩小球拉開(kāi)到肯定角度,然后同時(shí)放開(kāi)小球和小車(chē),那么在以后的過(guò)程中 ()A.小球向左搖擺時(shí),小車(chē)也向左運(yùn)動(dòng),且系統(tǒng)動(dòng)量守恒B.小球向左搖擺時(shí),小車(chē)向右運(yùn)動(dòng),且系統(tǒng)動(dòng)量守恒C.小球向左擺到最高點(diǎn)時(shí),小球與小車(chē)瞬時(shí)速度均為零D.在隨意時(shí)刻,小球和小車(chē)在水平方向的動(dòng)量肯定大小相等、方向相同【解析】選C。小球與小車(chē)組成的系統(tǒng)在水平方向不受外力,豎直方向所受外力不為零,故系統(tǒng)只在水平方向動(dòng)量守恒,系統(tǒng)在水平方向上總動(dòng)量為零,小球與車(chē)在水平方向上的動(dòng)量大小相等、方向相反,小球向左搖擺時(shí),小車(chē)向右運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;小球向左擺到最高點(diǎn)時(shí),小球的速度為零而小車(chē)的速度也為零,故選項(xiàng)C正確;系統(tǒng)只在水平方向動(dòng)量守恒,在隨意時(shí)刻,小球和小車(chē)在水平方向的動(dòng)量肯定大小相等、方向相反,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。6.A、B兩球之間壓縮一根輕彈簧,靜置于光滑水平桌面上。已知A、B兩球質(zhì)量分別為2m和m。當(dāng)用板攔住A球而只釋放B球時(shí),B球被彈出落于距桌邊距離為x的水平地面上,如圖所示。當(dāng)用同樣的程度壓縮彈簧,取走A左邊的擋板,將A、B同時(shí)釋放時(shí),B球的落地點(diǎn)距桌邊距離為()A.x3B.3xC.xD.6【解析】選D。當(dāng)用板攔住小球A而只釋放B球時(shí),依據(jù)能量守恒:Ep=12mv02,依據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有:x=v0t。當(dāng)用同樣的程度壓縮彈簧,取走A左邊的擋板,將A、B同時(shí)釋放時(shí),設(shè)A、B的速度分別為vA和vB,則依據(jù)動(dòng)量守恒和能量守恒有mvB=0,Ep=12·2mvA2+12mvB2,解得vB=63v0,B球的落地點(diǎn)距桌邊距離為x′=v7.(多選)A、B兩物體在一水平長(zhǎng)直氣墊導(dǎo)軌上相碰,碰撞前物體A做勻速直線運(yùn)動(dòng),物體B靜止不動(dòng),頻閃照相機(jī)每隔0.1s閃光一次,連續(xù)拍照多次,拍得如圖所示的照片,不計(jì)兩物體的大小及兩物體碰撞過(guò)程所用的時(shí)間,則由此照片可推斷 ()A.第四次拍照時(shí)物體A在100cm處B.第四次拍照時(shí)物體A在80cm處C.mA∶mB=3∶1D.mA∶mB=1∶3【解析】選A、D。碰撞前,物體A做勻速直線運(yùn)動(dòng),可知物體A第三次在90cm處,第四次在100cm處,故A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;碰撞前,物體A的速度大小為v0=xAt=0.40.1m/s=4m/s,方向向右,碰撞后,物體A的速度大小為vA=x'At=0.20.1m/s=2m/s,方向向左,物體B的速度大小為vB=xBt=0.20.1m/s=2m/s,方向向右,取向右為正方向,依據(jù)動(dòng)量守恒定律得mAv0=1∶3,故C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。8.(多選)(2024·杭州模擬)如圖所示,三個(gè)完全相同且質(zhì)量均為m的正方體疊放在水平面上;鎖定后正方體2的4個(gè)斜面均與水平方向成45°角。若不計(jì)一切摩擦,解除鎖定后,正方體2下落過(guò)程中未發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是 ()A.解除鎖定前,正方體2對(duì)1的壓力大小為22B.正方體2落地前的速度與正方體1的速度總是大小相等C.正方體2落地前,1、2、3構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒D.正方體2落地前,1、2、3構(gòu)成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒【解析】選A、B。解除鎖定前,對(duì)正方體2分析,由平衡學(xué)問(wèn)可知:2Ncos45°=mg,解得N=22mg,則正方體2對(duì)1的壓力大小為22mg,選項(xiàng)A正確;由幾何關(guān)系可知,正方體2落地前下落的高度總等于正方體1向左移動(dòng)的距離,可知正方體2落地前的速度與正方體1的速度總是大小相等,選項(xiàng)B正確;正方體2落地前,1、2、3構(gòu)成的系統(tǒng)由于只有2的重力做功,則系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;正方體2落地前,1、2、3構(gòu)成的系統(tǒng)水平方向受合外力為零,則水平方向動(dòng)量守恒,選項(xiàng)9.某同學(xué)用如圖所示的裝置“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”,其操作步驟如下:A.將操作臺(tái)調(diào)為水平;B.用天平測(cè)出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mB;C.用細(xì)線將滑塊A、B連接,滑塊A、B緊靠在操作臺(tái)邊緣,使A、B間的彈簧處于壓縮狀態(tài);D.剪斷細(xì)線,滑塊A、B均做平拋運(yùn)動(dòng),記錄A、B滑塊的落地點(diǎn)M、N;E.用刻度尺測(cè)出M、N距操作臺(tái)邊緣的水平距離x1、x2;F.用刻度尺測(cè)出操作臺(tái)臺(tái)面距地面的高度h。(1)上述步驟中,多余的步驟是__。

(2)假如動(dòng)量守恒,須滿意的關(guān)系是____(用測(cè)量量表示)?！窘馕觥咳』瑝KA的初速度方向?yàn)檎较?兩滑塊的質(zhì)量和平拋初速度大小分別為mA、mB、v1、v2,平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移大小分別為x1、x2,平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t。須要驗(yàn)證的方程為0=mAv1-mBv2,又v1=x1t,v2=x2t,代入得到mAx1=mBx2,故不須要用刻度尺測(cè)出操作臺(tái)臺(tái)面距地面的高度答案:(1)F(2)mAx1=mBx210.如圖所示,長(zhǎng)R=0.6m的不行伸長(zhǎng)的細(xì)繩一端固定在O點(diǎn),另一端系著質(zhì)量m2=0.1kg的小球B,小球B剛好與水平面相接觸?，F(xiàn)使質(zhì)量m1=0.3kg的物塊A沿光滑水平面以v0=4m/s的速度向B運(yùn)動(dòng)并與B發(fā)生彈性正碰,A、B碰撞后,小球B能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),已知重力加速度g取10m/s2,A、B均可視為質(zhì)點(diǎn),試求: (1)在A與B碰撞后瞬間,小球B的速度v2的大小。(2)小球B運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)對(duì)細(xì)繩的拉力大小?！窘馕觥?1)物塊A與小球B碰撞時(shí),由動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律有:m1v0=m1v1+m2v212m1v02=12m1v1解得碰撞后瞬間物塊A的速度v1=2m/s小球B的速度v2=6m/s(2)碰撞后,設(shè)小球B運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)的速度為v,則由機(jī)械能守恒定律有:12m2v12m2v2+2m2又由向心力公式有:Fn=F+m2g=m2v由牛頓第三定律得小球B對(duì)細(xì)繩的拉力大小F′=F=1N。答案:(1)6m/s(2)1N【加固訓(xùn)練】如圖所示,在水平光滑直導(dǎo)軌上,靜止著三個(gè)質(zhì)量為m=1kg的相同的小球A、B、C?，F(xiàn)讓A球以v0=2m/s的速度向B球運(yùn)動(dòng),A、B兩球碰撞后粘在一起向右運(yùn)動(dòng)并與C球碰撞,C球的最終速度vC=1m/s。問(wèn):(1)A、B兩球與C球相碰前的共同速度多大?(2)兩次碰撞過(guò)程中一共損失了多少動(dòng)能?【解析】(1)A、B兩球相碰,滿意動(dòng)量守恒定律,則有mv0=2mv1代入數(shù)據(jù)求得A、B兩球跟C球相碰前的速度v1=1m/s(2)A、B兩球與C球碰撞同樣滿意動(dòng)量守恒定律,則有2mv1=mvC+2mv2相碰后A、B兩球的速度v2=0.5m/s兩次碰撞損失的動(dòng)能ΔEk=12mv02-12(2m)v22-答案:(1)1m/s(2)1.25J11.(2024·寧波模擬)在如圖所示的足夠長(zhǎng)的光滑水平面上,有質(zhì)量分別為3kg和1kg的甲、乙兩滑塊,僅與甲拴接的輕彈簧壓緊后處于靜止?fàn)顟B(tài)。乙的右側(cè)有一擋板P?，F(xiàn)將兩滑塊由靜止釋放,當(dāng)彈簧復(fù)原原長(zhǎng)時(shí),甲的速度大小為2m/s,此時(shí)乙尚未與P相撞。(1)求彈簧復(fù)原原長(zhǎng)時(shí)乙的速度大小;(2)若乙與擋板P碰撞反彈后,不能再與彈簧發(fā)生碰撞,求擋板P對(duì)乙的沖量的最大值?！窘馕觥?1)當(dāng)彈簧復(fù)原原長(zhǎng)時(shí),設(shè)甲、乙的速度分別為v1和v2,對(duì)兩滑塊及彈簧組成的系統(tǒng),設(shè)向左的方向?yàn)檎较?由動(dòng)量守恒定律可得:m1v1+m2v2=0又知v1=2m/s聯(lián)立以上方程可得v2=-6m/s,方向向右。(2)乙反彈后甲、乙剛好不發(fā)生碰撞,則說(shuō)明乙反彈的速度最大為v3=2m/s由動(dòng)量定理可得,擋板對(duì)乙滑塊沖量的最大值為:I=m2v3-m2v2=1×2N·s-1×(-6)N·s=8N·s答案:(1)6m/s(2)8N·s12.如圖甲所示,兩條相距l(xiāng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌位于同一豎直面(紙面)內(nèi),其上端接一阻值為R的電阻;在兩導(dǎo)軌間OO′下方區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面對(duì)里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B?，F(xiàn)使電阻為r、質(zhì)量為m的金屬棒ab由靜止起先自O(shè)O′位置釋放,向下運(yùn)動(dòng)距離d后速度不再改變。(棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好的接觸且下落保持水平,導(dǎo)軌電阻不計(jì)) (1)求棒ab在向下運(yùn)動(dòng)距離d過(guò)程中回路產(chǎn)生的總焦耳熱。(2)棒ab從靜止釋放經(jīng)過(guò)時(shí)間t0下降了d2,(3)如圖乙在OO′上方區(qū)域加一面積為S的垂直于紙面對(duì)里的勻稱磁場(chǎng)B′,棒ab由靜止起先自O(shè)O′上方某一高度處釋放,自棒ab運(yùn)動(dòng)到OO′位置起先計(jì)時(shí),B′隨時(shí)間t的改變關(guān)系為B′=kt,式中k為已知常量;棒ab以速度v0進(jìn)入OO′下方磁場(chǎng)后馬上施加一豎直外