推荐K12学习2018版高考物理二轮复习第1部分专题整合突破专题限时集训7动量定理和动量守恒定律

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试卷+教案+习题 试卷+教案+习题 专题限时集训(七) 动量定理和动量守恒定律 (对应学生用书第129页) (限时:40分钟) 一、选择题(本题共8小题,每小题6分.在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.) 1.(2016·唐山模拟)如图7­9所示为某运动员用头颠球,若足球用头顶起,每次上升高度为80 cm,足球的质量为400 g,与头部作用时间Δt为0.1 s,则足球一次在空中的运动时间及足球给头部的作用力大小(空气阻力不计,g=10 m/s2)( ) 【导学号:19624086】

图7­9 A.t=0.4 s,FN=40 N B.t=0.4 s,FN=36 N C.t=0.8 s,FN=36 N D.t=0.8 s,FN=40 N

C [足球自由下落时有h=12gt2,解得t=2hg=0.4 s,竖直向上运动的时间等于自由下落运动的时间,所以t总=2t=0.8 s;设竖直向上为正方向,由动量定理得(FN

-mg)Δt=mv-(-mv),又v=gt=4 m/s,联立解得FN=36 N,故C正确.]

2.一弹丸在飞行到距离地面5 m高时仅有水平速度v=2 m/s,爆炸成为甲、乙两块水平飞出,甲、乙的质量比为3∶1.不计质量损失,取重力加速度g=10 m/s2,则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是( )

B [平抛运动时间t=2hg=1 s,爆炸过程遵守动量守恒定律,设弹丸质量为m,则mv=34mv甲+14mv乙,又v甲=x甲t,v乙=x乙t,t=1 s,则有34x甲+14x乙=2 m,将各选试卷+教案+习题 试卷+教案+习题 项中数据代入计算得B正确.] 3.如图7­10所示,两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动,滑块A的质量为m,速度大小为2v0,方向向右,滑块B的质量为2m,速度大小为v0,方向向左,两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是( ) 【导学号:19624087】

图7­10 A.A和B都向左运动 B.A和B都向右运动 C.A静止,B向右运动 D.A向左运动,B向右运动 D [由于A、B碰前总动量为0,由动量守恒可知碰后总动量也为0,因两滑块发生弹性碰撞,故碰后A、B一定反向,即A向左运动,B向右运动,选项D正确.] 4.(2017·石嘴山三中期末)如图7­11所示,小球B质量为10 kg,静止在光滑水平面上,小球A质量为5 kg以10 m/s的速率向右运动,并与小球B发生正碰,碰撞后A球以2 m/s的速率反向弹回,则碰后B球的速率和这次碰撞的性质,下列说法正确的是( )

图7­11 A.4 m/s,非弹性碰撞 B.4 m/s,弹性碰撞 C.6 m/s,非弹性碰撞 D.6 m/s,弹性碰撞

C [取小球A开始运动的方向为正方向,碰撞前两个小球的总动能:E1=12m1v21=12

×5×102 J=250 J. 碰撞过程动量守恒,由动量守恒定律得: m1v1=-m1v′1+m2v2,

解得:v2=m1v1+m1v′1m2=5×10+5×210 m/s=6 m/s.

碰撞后两小球的总动能:E1=12m1v′21+12m2v22=12×5×22 J+12×10×62 J=190 J. 因为E1>E2,有能量损失,是非弹性碰撞.故选C.] 5.[2017·高三第二次全国大联考(新课标卷Ⅲ)]如图7­12所示,在光滑水平面上放置一个质量为M的滑块,滑块的一侧是一个1/4弧形凹槽OAB,凹槽半径为R,A点切线水平.另有一个质量为m的小球以速度v0从A点冲上凹槽,重力加速度大小为g,不计摩擦.下试卷+教案+习题 试卷+教案+习题 列说法中正确的是( ) 【导学号:19624088】

图7­12 A.当v0=2gR时,小球能到达B点 B.如果小球的速度足够大,球将从滑块的左侧离开滑块后落到水平面上 C.当v0=2gR时,小球在弧形凹槽上运动的过程中,滑块的动能一直增大

D.如果滑块固定,小球返回A点时对滑块的压力为mv20R C [小球在弧形凹槽上运动的过程中,小球对滑块的力有水平向左的分量,使滑块向左加速,滑块动能增大,小球的机械能将减小,A错误,C正确;当小球速度足够大,从B点离开滑块时,由于B点切线竖直,在B点时小球与滑块的水平速度相同,离开B点后将再次从B点落回,不会从滑块的左侧离开滑块后落到水平面上,B错误;如

果滑块固定,小球返回A点时对滑块的压力为mg+mv20R,D错误.] 6.(2017·福州一中模拟)如图7­13所示,将质量为M1、半径为R且内壁光滑的半圆槽置于光滑水平面上,左侧靠竖直墙壁,右侧靠一质量为M2的物块.今让一质量为m的小球自左侧槽口A的正上方h高处从静止开始下落,与半圆槽相切自A点进入槽内,则以下结论中正确的是( )

图7­13 A.小球在槽内运动的全过程中,小球与半圆槽在水平方向动量守恒 B.小球在槽内运动由B至C过程中,小球、半圆槽和物块组成的系统在水平方向动量守恒 C.小球离开C点以后,将做竖直上抛运动 D.小球从A点经最低点向右侧最高点运动的过程中,小球、半圆槽和物块组成的系统机械能守恒 BD [小球从A→B的过程中,半圆槽对球的支持力沿半径方向指向圆心,而小球对半圆槽的压力方向相反指向左下方,因为有竖直墙挡住,所以半圆槽不会向左运动,可见,该过程中,小球与半圆槽在水平方向受到外力作用,动量并不守恒,而由小球、试卷+教案+习题 试卷+教案+习题 半圆槽和物块组成的系统动量也不守恒;从B→C的过程中,小球对半圆槽的压力方向向右下方,所以半圆槽要向右推动物块一起运动,因而小球参与了两个运动:一个是沿半圆槽的圆周运动,另一个是与半圆槽一起向右运动,小球所受支持力方向与速度方向并不垂直,此过程中,因为有物块挡住,小球与半圆槽在水平方向动量并不守恒,但是小球、半圆槽和物块组成的系统水平方向动量守恒,小球运动的全过程,水平方向动量也不守恒,选项A错误,选项B正确;当小球运动到C点时,它的两个分运动的合速度方向并不是竖直向上,所以此后小球做斜上抛运动,故选项C错误;因接触面都是光滑的,所以小球、半圆槽、物块组成的系统机械能守恒,故选项D正确.] 7.(2017·厦门一中月考)一细绳系着小球,在光滑水平面上做圆周运动,小球质量为m,速度大小为v1,做圆周运动的周期为T,则以下说法中正确的是( ) 【导学号:19624089】

A.经过时间t=T2,动量变化量为0

B.经过时间t=T4,动量变化量大小为2mv C.经过时间t=T2,细绳对小球的冲量大小为2 mv D.经过时间t=T4,重力对小球的冲量大小为mgT4 BCD [经过时间t=T2,转过了180°,速度方向正好相反,若规定开始计时时的速度方向为正,则动量变化量为Δp=-mv-mv=-2mv,细绳对小球的冲量为I=Δp=-mv-mv=-2mv,故大小为2mv,选项A错误,C正确;经过时间t=T4,小球转过了90°,根据矢量合成法可得,动量变化量大小为Δp′=2mv,重力对小球的冲量大小为IG=mgt=mgT4,B、D均正确.] 8.(2017·达州市一模)如图7­14甲所示,一轻弹簧的两端与质量分别为m1、m2的两物块A、B相连接,并静止在光滑水平面上.现使B获得水平向右、大小为6 m/s的瞬时速度,

从此刻开始计时,两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示,从图象提供的信息可得( )

甲 乙 图7­14 试卷+教案+习题 试卷+教案+习题 A.在t1、t3时刻两物块达到共同速度2 m/s,且弹簧都处于伸长状态 B.从t3到t4时刻间弹簧由压缩状态恢复到原长 C.两物体的质量之比为m1∶m2=2∶1 D.在t2时刻,A、B两物块的动能之比为Ek1∶Ek2=4∶1 BC [从图象可以看出,从0到t1的过程中弹簧被拉伸,t1时刻两物块达到共同速度2 m/s,此时弹簧处于拉伸最长状态,由图示图象可知,t3时刻两物体再次达共同速度2 m/s,弹簧处于最大压缩状态,故A错误;由图示图象可知,从t3到t4时间内A做减速运动,B做加速运动,弹簧由压缩状态恢复到原长,故B正确;由图示图象可知,t1时刻两物体速度相同,都是2 m/s,A、B系统动量守恒,以B的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:m2v1=(m1+m2)v2,即m2×6=(m1+m2)×2,解得:m1∶m2

=2∶1,故C正确;由图示图象可知,在t2时刻,A、B两物块的速度分别为:4 m/s、

-2 m/s,两物体的动能之比为Ek1∶Ek2=12m1v2A∶12m2v2B=

12×2m2×42∶12×m2-2=8∶1,故D错误.]

二、计算题(本题共3小题,共48分) 9.(16分)(2017·天津高考)如图7­15所示,物块A和B通过一根轻质不可伸长的细绳相连,跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧,质量分别为mA=2 kg、mB=1 kg.初始时A静止于水平地面上,B悬于空中.现将B竖直向上再举高h=1.8 m(未触及滑轮),然后由静止释放.一段时间后细绳绷直,A、B以大小相等的速度一起运动,之后B恰好可以和地面接触.取g=10 m/s2,空气阻力不计.求:

图7­15 (1)B从释放到细绳绷直时的运动时间t; (2)A的最大速度v的大小; (3)初始时B离地面的高度H. 【导学号:19624090】 【解析】 (1)B从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动,有

h=12gt2 ①

代入数据解得