2020版高考物理一轮复习 分层规范快练20 动量守恒定律及其应用 新人教版.doc

分层规范快练(二十)动量守恒定律及其应用 双基过关练1.2018安徽淮南模拟(多选)如图所示，在光滑的水平面上放有一物体M，物体上有一光滑的半圆弧轨道，轨道半径为R，最低点为C，两端A，B等高，现让小滑块m从A点由静止下滑，在此后的过程中，则()AM和m组成的系统机械能守恒，动量守恒BM和m组成的系统机械能守恒，动量不守恒Cm从A到C的过程中M向左运动，m从C到B的过程中M向右运动Dm从A到C的过程中，M向左运动，m从C到B的过程中M向左运动解析：A项，小滑块m从A点静止下滑，物体M与滑块m组成的系统水平方向所受合力为零，系统水平方向动量守恒，竖直方向有加速度，合力不为零，所以系统动量不守恒M和m组成的系统机械能守恒，故A错误，B正确；C项，系统水平方向动量守恒，由于系统初始状态水平方向动量为零，所以m从A到C的过程中，m向右运动，M向左运动，m从C到B的过程中M还是向左运动，即保证系统水平方向动量为零故C错误，D正确答案：BD2现有甲、乙两滑块，质量分别为3m和m，以相同的速率v在光滑水平面上相向运动，发生了碰撞已知碰撞后，甲滑块静止不动，那么这次碰撞是()A弹性碰撞B非弹性碰撞C完全非弹性碰撞D条件不足，无法确定解析：以两滑块组成的系统为研究对象，碰撞过程系统所受合外力为零，碰撞过程系统动量守恒，以甲的初速度方向为正方向，取m1 kg；碰撞前系统总动量：p3mvmv2mv；由动量守恒定律得：3mvmvmv，解得：v2v4 m/s；碰撞前系统机械能：3mv2mv22mv2，碰撞后系统的机械能为：m(2v)22mv2，碰撞前后机械能不变，碰撞是弹性碰撞；故选A.答案：A3如图，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()AA和B都向左运动BA和B都向右运动CA静止，B向右运动DA向左运动，B向右运动解析：选向右的方向为正方向，根据动量守恒定律得：2mv02mv0mvA2mvB0，选项A、B、C都不满足此式，只有选项D满足此式，所以D项正确答案：D42019广东东莞调研两名质量相等的滑冰人甲和乙都静止在光滑的水平冰面上现在，其中一人向另一个人抛出一个篮球，另一人接球后再抛回如此反复进行几次之后，甲和乙最后的速率关系是()A若甲最先抛球，则一定是v甲v乙B若乙最后接球，则一定是v甲v乙C只有甲先抛球，乙最后接球，才有v甲v乙D无论怎样抛球和接球，都是v甲v乙解析：因系统动量守恒，故最终甲、乙动量大小必相等。谁最后接球谁的质量中包含了球的质量，即质量大，根据动量守恒：m1v1m2v2，因此最终谁接球谁的速度小答案：B5.如图所示，具有一定质量的小球A固定在轻杆一端，另一端挂在小车支架的O点用手将小球拉至水平，此时小车静止于光滑水平面上，放手让小球摆下与B处固定的橡皮泥碰击后粘在一起，则在此过程中小车将()A向右运动B向左运动C静止不动D小球下摆时，车向左运动后又静止解析：水平方向上，系统不受外力，因此在水平方向上动量守恒小球下落过程中，水平方向具有向右的分速度，因此为保证动量守恒，小车要向左运动当撞到橡皮泥，是完全非弹性碰撞，A球和小车大小相等、方向相反的动量恰好抵消掉，小车会静止答案：D62019河北衡水重点中学调研两个小球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，B球在前，A球在后，mA1 kg、mB2 kg，vA6 m/s，vB3 m/s，当A球与B球发生碰撞后，A、B两球的速度可能是()AvA4 m/s，vB4 m/sBvA4 m/s，vB5 m/sCv4 m/s，vB6 m/sDvA7 m/s，vB2.5 m/s解析：两球碰撞过程系统动量守恒，以两球的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得mAvAmBvBmAvAmBvB；由碰撞过程系统动能不能增加可知mAvmBvmAvAmBvB；根据题意可知vAvB；将四个选项代入式检验可知，A正确，B、C、D错误答案：A72019河北唐山质检在光滑的水平面上，质量为m1的小球A以速率v0向右运动在小球A的前方O点处有一质量为m2的小球B处于静止状态，如图所示小球A与小球B发生正碰后小球A，B均向右运动小球B被在Q点处的墙壁弹回后与小球A在P点相遇，PQ1.5PO.假设小球间的碰撞及小球与墙壁之间的碰撞都是弹性的，求两小球质量之比.解析：从两小球碰撞后到它们再次相遇，小球A和小球B的速度大小保持不变，设两小球通过的路程分别为s1，s2.由v得，两小球碰撞过程有m1v0m1v1m2v2m1vm1vm2v，解得.故两小球的质量之比.答案：2技能提升练8.(多选)如图所示，质量分别为m11.0 kg和m22.0 kg的弹性小球a、b，用轻绳紧紧地把它们捆在一起，使它们发生微小的形变该系统以速度v00.10 m/s沿光滑水平面向右做直线运动，某时刻轻绳突然自动断开，断开后两球仍沿原直线运动经过时间t5.0 s后，测得两球相距x4.5 m，则下列说法正确的是()A刚分离时，a球的速度大小为0.7 m/sB刚分离时，b球的速度大小为0.2 m/sC刚分离时，a、b两球的速度方向相同D两球分开过程中释放的弹性势能为0.27 J解析：系统的总动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得(m1m2)v0m1v1m2v2，两球相距xv1tv2t，代入数据解得v10.7 m/s，v20.2 m/s，负号表示速度方向与正方向相反，故A、B正确，C错误；由能量守恒定律得(m1m2)vEpm1vm2v，代入数据解得Ep0.27 J，故D正确答案：ABD9(多选)如图甲所示，在光滑水平面上的两个小球发生正碰小球的质量分别为m1和m2.图乙为它们碰撞前后的xt图象已知m10.1 kg.由此可以判断()A碰前m2静止，m1向右运动B碰后m2和m1都向右运动Cm20.3 kgD碰撞过程中系统损失了0.4 J的机械能解析：由xt图象的斜率得到，碰前m2的位移不随时间而变化，处于静止状态m1速度大小为v14 m/s，方向只有向右才能与m2相撞，故A正确；由题图乙读出，碰后m2的速度为正方向，说明向右运动，m1的速度为负方向，说明向左运动，故B错误；由题图乙求出碰后m2和m1的速度分别为v22 m/s，v12 m/s，根据动量守恒定律得，m1v1m1v1m2v2，代入解得，m20.3 kg，故C正确；碰撞过程中系统损失的机械能为Em1vm1v12m2v22，代入解得，E0 J，故D错误答案：AC10如图所示，光滑水平轨道右边与墙壁连接，木块A、B和半径为0.5 m的光滑圆轨道C静置于光滑水平轨道上，A、B、C质量分别为1.5 kg、0.5 kg、4 kg.现让A以6 m/s的速度水平向右运动，之后与墙壁碰撞，碰撞时间为0.3 s，碰后速度大小变为4 m/s.当A与B碰撞后会立即粘在一起运动，已知g10 m/s2，求：(1)A与墙壁碰撞过程中，墙壁对木块A平均作用力的大小；(2)AB第一次滑上圆轨道所能达到的最大高度h.解析：(1)A与墙壁碰撞过程，规定水平向左为正方向，对A由动量定理有：FtmAv2mA(v1)解得F50 N(2)A与B碰撞过程，对A、B系统，水平方向动量守恒有：mAv2(mBmA)v3AB第一次滑上圆轨道到最高点的过程，对A、B、C组成的系统，水平方向动量守恒有：(mBmA)v3(mBmAmC)v4由能量关系：(mBmA)v(mBmAmC)v(mBmA)gh解得h0.3 m.答案：(1)50 N(2)0.3 m112018全国卷，24汽车A在水平冰雪路面上行驶驾驶员发现其正前方停有汽车B，立即采取制动措施，但仍然撞上了汽车B.两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图所示，碰撞后B车向前滑动了4.5 m，A车向前滑动了2.0 m已知A和B的质量分别为2.0103 kg和1.5103 kg，两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为010，两车碰撞时间极短，在碰撞后车轮均没有滚动，重力加速度大小g10 m/s2.求：(1)碰撞后的瞬间B车速度的大小；(2)碰撞前的瞬间A车速度的大小解析：(1)设B车的质量为mB，碰后加速度大小为aB.根据牛顿第二定律有mBgmBaB式中是汽车与路面间的动摩擦因数设碰撞后瞬间B车速度的大小为vB，碰撞后滑行的距离为xB.由运动学公式有vB22aBxB联立式并利用题给数据得vB3.0 m/s(2)设A车的质量为mA，碰后加速度大小为aA，根据牛顿第二定律有mAgmAaA设碰撞后瞬间A车速度的大小为vA，碰撞后滑行的距离为xA，由运动学公式有vA22aAxA设碰撞前的瞬间A车速度的大小为vA.两车在碰撞过程中动量守恒，有mAvAmAvAmBvB联立式并利用题给据据得vA4.3 m/s答案：(1)3.0 m/s(2)4.3 m/s