（新課標(biāo)）2020高考物理總復(fù)習(xí) 課時檢測（三十六）應(yīng)用動量守恒定律解決三類典型問題（重點突破課）（含解析）.doc

應(yīng)用動量守恒定律解決三類典型問題(重點突破課)1.如圖所示小船靜止于水面上，站在船尾上的人不斷將魚拋向船頭的船艙內(nèi)，將一定質(zhì)量的魚拋完后，關(guān)于小船的速度和位移，下列說法正確的是()A向左運動，船向左移一些B小船靜止，船向左移一些C小船靜止，船向右移一些D小船靜止，船不移動解析：選C人、船、魚構(gòu)成的系統(tǒng)水平方向動量守恒，據(jù)“人船模型”，魚動船動，魚停船靜止；魚對地發(fā)生向左的位移，則人、船的位移向右。故選項C正確。2(2019泉州檢測)有一個質(zhì)量為3m的爆竹斜向上拋出，到達最高點時速度大小為v0、方向水平向右，在最高點爆炸成質(zhì)量不等的兩塊，其中一塊質(zhì)量為2m，速度大小為v，方向水平向右，則另一塊的速度是()A3v0v B2v03vC3v02v D2v0v解析：選C在最高點水平方向動量守恒，由動量守恒定律可知，3mv02mvmv，解得另一塊的速度為v3v02v，C正確。3.如圖所示，一枚火箭搭載著衛(wèi)星以速率v0進入太空預(yù)定位置，由控制系統(tǒng)使箭體與衛(wèi)星分離。已知前部分的衛(wèi)星質(zhì)量為m1，后部分的箭體質(zhì)量為m2，分離后箭體以速率v2沿火箭原方向飛行，若忽略空氣阻力及分離前后系統(tǒng)質(zhì)量的變化，則分離后衛(wèi)星的速率v1為()Av0v2 Bv0v2Cv0v2 Dv0(v0v2)解析：選D火箭和衛(wèi)星組成的系統(tǒng)，在分離前后沿原運動方向上動量守恒，由動量守恒定律有：(m1m2)v0m1v1m2v2，解得：v1v0(v0v2)，D項正確。4將靜置在地面上，質(zhì)量為M(含燃料)的火箭模型點火升空，在極短時間內(nèi)，以相對地面的速度v0豎直向下噴出質(zhì)量為m的熾熱氣體。忽略噴氣過程中重力和空氣阻力的影響，則噴氣結(jié)束時火箭模型獲得的速度大小是()A.v0 B.v0C.v0 D.v0解析：選D根據(jù)動量守恒定律mv0(Mm)v，得vv0，選項D正確。5.(2019信豐模擬)如圖所示，B、C、D、E、F 5個小球并排放置在光滑的水平面上，B、C、D、E 4個小球質(zhì)量相等，而F的質(zhì)量小于B的質(zhì)量，A的質(zhì)量等于F的質(zhì)量。A以速度v0向右運動，所發(fā)生的碰撞均為彈性碰撞，則碰撞之后()A3個小球靜止，3個小球運動B4個小球靜止，2個小球運動C5個小球靜止，1個小球運動D6個小球都運動解析：選A因MAMB，A、B相碰后A向左運動，B向右運動；B、C、D、E質(zhì)量相等，彈性碰撞后，不斷交換速度，最終E有向右的速度，B、C、D靜止；因MEMF，則E、F都向右運動，即3個小球靜止，3個小球運動，故A正確，B、C、D錯誤。6.(2019安徽兩校聯(lián)考)如圖所示，用輕繩將兩個彈性小球緊緊束縛在一起并發(fā)生微小的形變，現(xiàn)正在光滑水平面上以速度v00.1 m/s向右做勻速直線運動，已知a、b兩彈性小球質(zhì)量分別為m11.0 kg 和m22.0 kg。一段時間后輕繩突然自動斷開，斷開后兩球仍沿原直線運動。經(jīng)過t5.0 s兩球的間距s4.5 m，則下列說法正確的是()A剛分離時，a、b兩球的速度方向相同B剛分離時，b球的速度大小為0.4 m/sC剛分離時，a球的速度大小為0.6 m/sD兩球分離過程中釋放的彈性勢能為0.27 J解析：選D在輕繩突然自動斷開過程中，兩球組成的系統(tǒng)動量守恒，設(shè)斷開后兩球的速度分別為v1和v2，剛分離時，若a、b兩球分離時的速度方向相同，由動量守恒定律得(m1m2)v0m1v1m2v2，根據(jù)題述，經(jīng)過t5.0 s兩球的間距s4.5 m，有v1tv2ts，解得v10.7 m/s，v20.2 m/s，負(fù)號說明b球的速度方向向左，假設(shè)不成立，選項A、B、C錯誤；由機械能守恒定律，兩球分離過程中釋放的彈性勢能Epm1v12m2v22(m1m2)v020.27 J，選項D正確。7(多選)A、B兩球沿同一條直線運動，如圖所示的xt圖像記錄了它們碰撞前后的運動情況，其中a、b分別為A、B兩球碰撞前的xt圖像，c為碰撞后它們的xt圖像。若A球質(zhì)量為1 kg，則B球質(zhì)量及碰后它們的速度大小分別為()A2 kg B. kgC4 m/s D1 m/s解析：選BD由題圖可知圖線的斜率表示速度的大小，碰撞前A、B兩球都做勻速直線運動，A球的速度為va m/s3 m/s，B球的速度為vb m/s2 m/s，碰撞后二者連在一起做勻速直線運動，共同速度為vc m/s1 m/s。碰撞過程中動量守恒，由動量守恒定律得mAvamBvb(mAmB)vc，解得mB kg，選項B、D正確。8.(多選)如圖所示，小車AB放在光滑水平面上，A端固定一輕彈簧，B端粘有油泥，小車及油泥的總質(zhì)量為M，質(zhì)量為m的木塊C放在小車上，用細繩連接于小車的A端并使彈簧壓縮，開始時小車和C都靜止，當(dāng)突然燒斷細繩時，C被釋放，C離開彈簧向B端沖去，并跟B端油泥粘在一起，忽略一切摩擦，下列說法正確的是()A彈簧伸長過程中C向右運動，同時小車也向右運動BC與B端碰前，C與小車的速率之比為MmCC與油泥粘在一起后，小車立即停止運動DC與油泥粘在一起后，小車?yán)^續(xù)向右運動解析：選BC小車與C組成的系統(tǒng)在水平方向上動量守恒，C向右運動時，小車應(yīng)向左運動，故A錯誤；設(shè)碰前C的速率為v1，小車的速率為v2，則0mv1Mv2，得，故B正確；設(shè)C與油泥粘在一起后，小車、C的共同速度為v共，則0(Mm)v共，得v共0，故C正確，D錯誤。9(多選)如圖所示，光滑水平面上有大小相同的A、B兩球在同一直線上運動。兩球質(zhì)量關(guān)系為mB2mA，規(guī)定向右為正方向，開始時A、B兩球的動量均為6 kgm/s，運動中兩球發(fā)生碰撞，碰撞后A球的動量增量為4 kgm/s，則()A該碰撞為彈性碰撞B該碰撞為非彈性碰撞C左方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為25D右方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為110解析：選AC由mB2mA，pApB知碰前vBvA，若右方為A球，由于碰前動量都為6 kgm/s，即都向右運動，兩球不可能相碰；若左方為A球，設(shè)碰后二者速度分別為vA、vB，由題意知pAmAvA2 kgm/s，所以pBmBvB10 kgm/s，又mB2mA，解得。碰撞前兩球總動能Ek，碰撞后兩球總動能Ek，可得EkEk，即碰撞前后A、B兩球動能之和不變，該碰撞為彈性碰撞，選項A、C正確。10.(多選)(2019湖南六校聯(lián)考)如圖所示，小車的上面固定一個光滑彎曲圓管道，整個小車(含管道)的質(zhì)量為2m，原來靜止在光滑的水平面上。今有一個可以視為質(zhì)點的小球，質(zhì)量為m，半徑略小于管道半徑，以水平速度v從左端滑上小車，小球恰好能到達管道的最高點，然后從管道左端滑離小車。關(guān)于這個過程，下列說法正確的是()A小球滑離小車時，小車回到原來位置B小球滑離小車時相對小車的速度大小為vC小車上管道最高點的豎直高度為D小球從滑進管道到滑到最高點的過程中，小車的動量變化大小是解析：選BC小球恰好能到達管道的最高點，說明在管道最高點時小球和管道之間相對靜止，小球從滑進管道到滑到最高點的過程中，由動量守恒定律，有mv(m2m)v，得v，小車動量變化大小p車2mmv，D項錯誤；小球從滑進管道到滑到最高點的過程中，由機械能守恒定律，有mgHmv2(m2m)v2，得H，C項正確；小球從滑上小車到滑離小車的過程，由動量守恒定律和機械能守恒定律，有mvmv12mv2，mv2mv122mv22，得v1，v2v，則小球滑離小車時相對小車的速度大小為vvv，B項正確；由以上分析可知，在整個過程中小車一直向右運動，A項錯誤。11.如圖所示，甲、乙兩船的總質(zhì)量(包括船、人和貨物)分別為10m、12m，兩船沿同一直線同一方向運動，速度分別為2v0、v0。為避免兩船相撞，乙船上的人將一質(zhì)量為m的貨物沿水平方向拋向甲船，甲船上的人將貨物接住，求拋出貨物的最小速度(不計水的阻力)。解析：設(shè)乙船上的人拋出貨物的最小速度大小為vmin，拋出貨物后船的速度大小為v1，甲船上的人接到貨物后船的速度大小為v2，由動量守恒定律得12mv011mv1mvmin10m2v0mvmin11mv2當(dāng)v1v2時，兩船恰好不相撞解得vmin4v0。答案：4v012.如圖所示，在光滑水平面上有一輛質(zhì)量M8 kg的平板小車，小車上有一個質(zhì)量m1.9 kg的木塊，木塊距小車左端6 m(木塊可視為質(zhì)點)，小車與木塊一起以v1 m/s的速度水平向右勻速行駛。一顆質(zhì)量m00.1 kg的子彈以v0179 m/s的初速度水平向左飛行，瞬間擊中木塊并留在其中。如果木塊和子彈剛好不從小車上掉下，求木塊與小車之間的動摩擦因數(shù)(g10 m/s2)。解析：設(shè)子彈射入木塊后子彈與木塊的共同速度為v1，以水平向左為正方向，則由動量守恒定律有m0v0mv(mm0)v1代入數(shù)據(jù)解得v18 m/s木塊和子彈恰好不從小車上掉下來，則木塊和子彈相對小車滑行s6 m 時，跟小車具有共同速度v2，則由動量守恒定律有(mm0)v1Mv(mm0M)v2由能量守恒定律有Q(mm0)gs(mm0)v12Mv2(mm0M)v22解得0.54。答案：0.5413.如圖所示，一彈簧豎直固定在地面上，上面連接一個質(zhì)量為1 kg的物體A，物體A處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時彈簧被壓縮了0.15 m。質(zhì)量也為1 kg的物體B從距物體A正上方h0.3 m處自由下落，碰后A、B粘在一起向下運動。重力加速度大小g取10 m/s2。(1)求碰撞結(jié)束瞬間兩物體的總動能；(2)從碰撞結(jié)束瞬間至A、B的總動能達到最大的過程中，彈簧彈力做功W2.25 J(彈簧在彈性限度內(nèi))，則碰后A、B的最大總動能為多少？解析：(1)B自由下落，由機械能守恒定律得m2ghm2v02碰撞過程動量守恒，以向下為正方向，由動量守恒定律得m2v0(m1m2)v代入數(shù)據(jù)解得v m/s碰后A、B的總動能Ek(m1m2)v21.5 J。(2)A、B粘在一起下降過程中，彈簧的彈力不斷增大，當(dāng)彈力與A、B所受的總重力大小相等時，動能最大因為kx1mg，kx22mg跟平衡位置相比，A、B粘在一起動能最大時下落的距離xx2x10.15 m根據(jù)動能定理有(m1m2)gxWEkmEk解得Ekm2.25 J。答案：(1)1.5 J(2)2.25 J