《2020届高考物理一轮复习专题七动量冲量动量守恒定律课件.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020届高考物理一轮复习专题七动量冲量动量守恒定律课件.pptx（138页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、专题七 动量 冲量 动量守恒定律,20102019年高考全国卷考情一览表,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,考点32动量 动量定理和动量守恒定律答案P237 1.(2019全国1,16,6分,难度)最近,我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功,这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s,产生的推力约为4.8106 N,则它在1 s时间内喷射的气体质量约为 ( B ) A.1.6102 kg B.1.6103 kg C.1.6105 kg D.1.6106 kg,考点32,考点33,考点34,考点35,考点3
2、6,2.(2018全国,14,6分,难度)高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动。在启动阶段,列车的动能( B ) A.与它所经历的时间成正比 B.与它的位移成正比 C.与它的速度成正比 D.与它的动量成正比 解析高铁列车启动阶段可看作初速度为零的匀加速运动,则列车所受合外力恒定,由动能定理Ek=Fx,Ek与位移成正比。另外,物理观念,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,3.(2018全国2,15,6分,难度)高空坠物极易对行人造成伤害,若一个50 g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下,与地面的碰撞时间约为2 ms,则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为( C ) A.10
3、N B.102 N C.103 N D.104 N 解析设鸡蛋落地速度为v,有 ,每层楼高约3 m,则h=243 m=72 m,设竖直向上为正方向,对鸡蛋冲击地面过程,根据动量定理,有Ft-mgt=0-(-mv),由于冲击时间很短,所以忽略鸡蛋重力的冲量,解得F1103 N,即鸡蛋对地面的冲击力约为103 N,选项C正确。,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,4.(2018海南,5,3分,难度)如图,用长为l的轻绳悬挂一质量为M的沙箱,沙箱静止。一质量为m的弹丸以速度v水平射入沙箱并留在其中,随后与沙箱共同摆动一小角度。不计空气阻力。对子弹射向沙箱到与其共同摆过一小角度的过程(
4、C ) A.若保持m、v、l不变,M变大,则系统损失的机械能变小 B.若保持M、v、l不变,m变大,则系统损失的机械能变小 C.若保持M、m、l不变,v变大,则系统损失的机械能变大 D.若保持M、m、v不变,l变大,则系统损失的机械能变大,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,5.(2017全国1,14,6分,难度)将质量为1.00 kg的模型火箭点火升空,50 g燃烧的燃气以大小为600 m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。在燃气喷出后的瞬间,火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)( A ) A.30 kgm/s
5、B.5.7102 kgm/s C.6.0102 kgm/s D.6.3102 kgm/s 解析根据动量守恒定律得0=Mv1-mv2,故火箭的动量与燃气的动量等大反向。故p=Mv1=mv2=0.05 kg600 m/s=30 kgm/s。,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,6.(2017全国3,20,6分,难度)(多选)一质量为2 kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示,则( AB ) A.t=1 s时物块的速率为1 m/s B.t=2 s时物块的动量大小为4 kgm/s C.t=3 s时物块的动量大小为5 kgm/s D.t=4 s时物块
6、的速度为零 解析根据动量定理Ft=mv得,t=1 s时物块的速率为1 m/s,A正确;t=2 s时物块的动量大小为4 kgm/s,B正确;t=3 s时物块的动量大小为前3 s内图线与时间轴所围成图形的“总面积”,S=22 Ns-11 Ns=3 Ns,故t=3 s时物块的动量大小为3 kgm/s,C错误;由于前4 s内图线与时间轴所围成图形的“总面积”不为零,故冲量不为零,速度不为零,D错误。,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,7.(2017天津,4,6分,难度)“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮,是天津市的地标之一。摩天轮悬挂透明座舱,乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运
7、动。下列叙述正确的是( B ) A.摩天轮转动过程中,乘客的机械能保持不变 B.在最高点时,乘客重力大于座椅对他的支持力 C.摩天轮转动一周的过程中,乘客重力的冲量为零 D.摩天轮转动过程中,乘客重力的瞬时功率保持不变 解析摩天轮匀速转动,乘客动能不变,高度不断变化,重力势能不断变化,机械能等于重力势能和动能之和,机械能也不断变化,故A错误;在最高点,重力指向圆心,支持力背向圆心,合外力提供向心力,F向=mg-FN0,即mgFN,故B正确;转动一周,重力始终存在,由I=mgt可知冲量不为零,故C错误;重力的瞬时功率P=mgvcos ,重力方向不变,速度方向不断变化,重力与速度间的夹角不断变化,
8、P不断变化,故D错误。,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,8.(2015重庆,3,6分,难度)高空作业须系安全带,如果质量为m的高空作业人员不慎跌落,从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动)。此后经历时间t安全带达到最大伸长,若在此过程中该作用力始终竖直向上,则该段时间安全带对人的平均作用力大小为( A ),考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,9.(2015福建,30(2),6分,难度)如图,两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动,滑动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
9、滑块发生弹性碰撞后的运动状态是 ( D ) 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 解析因为A和B组成的系统总动量为零,因此碰后系统总动量也为零,不可能都向左或向右运动,也不可能一个静止一个运动,应是A向左运动,B向右运动,选项D正确。,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,10.(2015北京,18,6分,难度)“蹦极”运动中,长弹性绳的一端固定,另一端绑在人身上,人从几十米高处跳下,将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动。从绳恰好伸直,到人第一次下降至最低点的过程中,下列分析正确的是( A ) A.绳对人的冲量始终向上,人的动
10、量先增大后减小 B.绳对人的拉力始终做负功,人的动能一直减小 C.绳恰好伸直时,绳的弹性势能为零,人的动能最大 D.人在最低点时,绳对人的拉力等于人所受的重力,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,解析从绳刚好伸直,到人第一次下降至最低点的过程中,绳对人的拉力始终向上,所以绳对人始终做负功,绳的冲量始终向上。在下降过程中拉力不断增大,重力不变,所以人先加速运动,再减速运动直至最低点速度减为0。故人的动量和动能都先增大再减小,A选项正确、B选项错误。当绳恰好伸直时,绳的形变量为0,故绳的弹性势能为零,当绳的拉力与人的重力大小相等时,人的速度最大,动能最大,C选项错误。人在最低点时,绳
11、对人的拉力大于人的重力,D选项错误。,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,11.(2014福建,30(2),6分,难度) 一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置,由控制系统使箭体与卫星分离。已知前部分的卫星质量为m1,后部分的箭体质量为m2,分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行,若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化,则分离后卫星的速率v1为( D ) A.v0-v2 B.v0+v2 解析由动量守恒定律得 (m1+m2)v0=m1v1+m2v2,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,12.(2014重庆,4,18分,难度)一弹丸在飞行到距离地面5 m高时仅有水平
12、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31。不计质量损失,重力加速度g取10 m/s2,则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是( B ),考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,13.(2013天津,2,6分,难度)我国女子短道速滑队在今年世锦赛上实现女子3 000 m 接力三连冠。观察发现,“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面,并且开始向前滑行,待乙追上甲时,乙猛推甲一把,使甲获得更大的速度向前冲出。在乙推甲的过程中,忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用,则( B ) A.甲对乙的冲量一定
13、等于乙对甲的冲量 B.甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反 C.甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量 D.甲对乙做多少负功,乙对甲就一定做多少正功,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,解析甲对乙的冲量与乙对甲的冲量大小相等,方向相反,选项A错误;甲、乙组成的系统动量守恒,动量变化量等大反向,选项B正确;甲、乙相互作用时,虽然她们之间的相互作用力始终大小相等,方向相反,但相互作用过程中,她们的对地位移不一定相同,所以甲的动能增加量不一定等于乙的动能减少量,那么甲对乙做的功就不一定等于乙对甲做的功,选项C、D错误。,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,14.(2013福
14、建,30(2),6分,难度)将静置在地面上,质量为M(含燃料)的火箭模型点火升空,在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体。忽略喷气过程重力和空气阻力的影响,则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是( D ) 解析设火箭模型获得的速度大小为v,由题意可知,火箭在喷气过程中,火箭和喷出气体系统的动量守恒,根据动量守恒定律可得,(M-m)v-mv0=0,解得, ,D项正确。,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,15.(2018天津,9(1),4分,难度)质量为0.45 kg的木块静止在光滑水平面上,一质量为0.05 kg的子弹以200 m/s的水平速度击中木块,并留
15、在其中,整个木块沿子弹原方向运动,则木块最终速度的大小是 20 m/s。若子弹在木块中运动时受到的平均阻力为4.5103 N,则子弹射入木块的深度为 0.2 m。 解析子弹击中木块的过程满足动量守恒定律,则有mv0=(M+m)v,代入数据解得v=20 m/s。对子弹和木块组成的系统由能量守恒定律可得 ,代入数据解得d=0.2 m。,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,16.(2016上海,22A,4分,难度)如图,粗糙水平面上,两物体A、B以轻绳相连,在恒力F作用下做匀速运动。某时刻轻绳断开,A在F牵引下继续前进,B最后静止。则在B静止前,A和B组成的系统动量 守恒 (选填“守恒
16、”或“不守恒”);在B静止后,A和B组成的系统动量 不守恒 (选填“守恒”或“不守恒”)。 解析动量守恒的条件是系统所受的合外力为零,轻绳断开前两物体匀速运动,拉力F等于两个物体受到的滑动摩擦力之和。轻绳断开后,B停止运动前,A、B受到的滑动摩擦力之和仍等于恒力F,系统动量守恒;B停止运动后,恒力F大于A受到的摩擦力,此时B受到的摩擦力为零,系统动量不守恒。,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,17.(2018北京,22,16分,难度)2022年将在我国举办第二十四届冬奥会,跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一,某滑道示意图如下,长直助滑道AB与弯曲滑道BC平滑衔接,滑道BC高h=
17、10 m,C是半径R=20 m圆弧的最低点,质量m=60 kg的运动员从A处由静止开始匀加速下滑,加速度a=4.5 m/s2,到达B点时速度vB=30 m/s。重力加速度g取10 m/s2。 (1)求长直助滑道AB的长度L; (2)求运动员在AB段所受合外力的冲 量I的大小; (3)若不计BC段的阻力,画出运动员经 过C点时的受力图,并求其所受支持力FN的大小。,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,答案(1)100 m (2)1 800 Ns (3)图见解析 3 900 N 解析(1)A到B的过程中,运动员做匀加速直线运动: L=100 m (2)A到B的过程中,根据动量定理:
18、I=mvB-0=1 800 Ns (3)B到C的过程中,根据动能定理: 代入数据得:FN=3 900 N,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,18. (2018江苏,12C(3),4分,难度)如图所示,悬挂于竖直弹簧下端的小球质量为m,运动速度的大小为v,方向向下。经过时间t,小球的速度大小为v,方向变为向上。忽略空气阻力,重力加速度为g,求该运动过程中,小球所受弹簧弹力冲量的大小。 答案2mv+mgt,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,19.(2017江苏,12(3),4分,难度)甲、乙两运动员在做花样滑冰表演,沿同一直线相向运动,速度大小都是1 m/s。甲、乙
19、相遇时用力推对方,此后都沿各自原方向的反方向运动,速度大小分别为1 m/s和2 m/s。求甲、乙两运动员的质量之比。 答案32,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,20.(2017天津,10,16分,难度) 如图所示,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。g取10 m/s2,空气阻力不计。求: (1)B从释放到细绳刚绷直时的
20、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。 答案(1)0.6 s (2)2 m/s (3)0.6 m,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,代入数据解得t=0.6 s (2)设细绳绷直前瞬间B速度大小为vB,有 vB=gt 细绳绷直瞬间,细绳张力远大于A、B的重力,A、B相互作用,由动量守恒得 mBvB=(mA+mB)v 之后A做匀减速运动,所以细绳绷直后瞬间的速度v即为最大速度,联立式,代入数据解得 v=2 m/s (3)细绳绷直后,A、B一起运动,B恰好可以和地面接触,说明此时A、B的速度为零,这一过程中A、B组成的系统机械能守恒,有 代入数据解
21、得H=0.6 m,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,21.(2016全国1,35(2),10分,难度)某游乐园入口旁有一喷泉,喷出的水柱将一质量为M的卡通玩具稳定地悬停在空中。为计算方便起见,假设水柱从横截面积为S的喷口持续以速度v0竖直向上喷出;玩具底部为平板(面积略大于S);水柱冲击到玩具底板后,在竖直方向水的速度变为零,在水平方向朝四周均匀散开。忽略空气阻力。已知水的密度为,重力加速度大小为g。求 喷泉单位时间内喷出的水的质量; 玩具在空中悬停时,其底面相对于喷口的高度。,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,解析设t时间内,从喷口喷出的水的体积为V,质量为m
22、,则 m=V V=v0St 由式得,单位时间内从喷口喷出的水的质量为 设玩具悬停时其底面相对于喷口的高度为h,水从喷口喷出后到达玩具底面时的速度大小为v。对于t时间内喷出的水,由能量守恒得,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,在h高度处,t时间内喷射到玩具底面的水沿竖直方向的动量变化量的大小为 p=(m)v 设水对玩具的作用力的大小为F,根据动量定理有 Ft=p 由于玩具在空中悬停,由力的平衡条件得 F=Mg 联立式得,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,22.(2015安徽,22,14分,难度)一质量为0.5 kg的小物块放在水平地面上的A点,距离A点5 m的位置
23、B处是一面墙,如图所示。物块以v0=9 m/s的初速度从A点沿AB方向运动,在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7 m/s,碰后以6 m/s的速度反向运动直至静止。g取 10 m/s2。 (1)求物块与地面间的动摩擦因数; (2)若碰撞时间为0.05 s,求碰撞过程中墙面 对物块平均作用力的大小F; (3)求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功W。 答案(1)0.32 (2)130 N (3)9 J,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,23.(2016北京,24,20分,难度)(1)动量定理可以表示为p=Ft,其中动量p和力F都是矢量。在运用动量定理处理二维问题时,可以在相互垂直的x、y
24、两个方向上分别研究。例如,质量为m的小球斜射到木板上,入射的角度是,碰撞后弹出的角度也是,碰撞前后的速度大小都是v,如图1所示。碰撞过程中忽略小球所受重力。,图1,图2,a.分别求出碰撞前后x、y方向小球的动量变化px、py; b.分析说明小球对木板的作用力的方向。,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,(2)激光束可以看作是粒子流,其中的粒子以相同的动量沿光传播方向运动。激光照射到物体上,在发生反射、折射和吸收现象的同时,也会对物体产生作用。光镊效应就是一个实例,激光束可以像镊子一样抓住细胞等微小颗粒。 一束激光经S点后被分成若干细光束,若不考虑光的反射和吸收,其中光束和穿过介质
25、小球的光路如图2所示。图中O点是介质小球的球心,入射时光束和与SO的夹角均为,出射时光束均与SO平行。请在下面两种情况下,分析说明两光束因折射对小球产生的合力的方向。 a.光束和强度相同; b.光束比的强度大。,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,答案(1)a.px=0 py=2mvcos ,沿y轴正方向 b.沿y轴负方向 (2)a.沿SO向左 b.指向左上方 解析(1)a.x方向: 动量变化为px=mvsin -mvsin =0 y方向: 动量变化为py=mvcos -(-mvcos )=2mvcos 方向沿y轴正方向; b.根据动量定理可知,木板对小球作用力的方向沿y轴正方向
26、;根据牛顿第三定律可知,小球对木板作用力的方向沿y轴负方向。,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,(2)a.仅考虑光的折射,设t时间内每束光穿过小球的粒子数为n,每个粒子动量的大小为p。 这些粒子进入小球前的总动量为p1=2npcos 从小球出射时的总动量为p2=2np p1、p2的方向均沿SO向右 根据动量定理Ft=p2-p1=2np(1-cos )0,可知,小球对这些粒子的作用力F的方向沿SO向右;根据牛顿第三定律,两光束对小球的合力的方向沿SO向左。 b.建立如图所示的Oxy直角坐标系。 x方向: 根据(2)a同理可知,两光束对小球的作用力沿x轴负方向。 y方向: 设t时间
27、内,光束穿过小球的粒子数为n1,光束穿过小球的粒子数为n2,n1n2。,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,这些粒子进入小球前的总动量为p1y=(n1-n2)psin 从小球出射时的总动量为p2y=0 根据动量定理Fyt=p2y-p1y=-(n1-n2)psin 可知,小球对这些粒子的作用力Fy的方向沿y轴负方向,根据牛顿第三定律,两光束对小球的作用力沿y轴正方向。 所以两光束对小球的合力的方向指向左上方。,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,24.(2016全国2,35(2),10分,难度)如图,光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体,斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和
28、其面前的冰块均静止于冰面上。某时刻小孩将冰块以相对冰面3 m/s的速度向斜面体推出,冰块平滑地滑上斜面体,在斜面体上上升的最大高度为h=0.3 m(h小于斜面体的高度)。已知小孩与滑板的总质量为m1=30 kg,冰块的质量为m2=10 kg,小孩与滑板始终无相对运动。取重力加速度的大小g=10 m/s2。 求斜面体的质量; 通过计算判断,冰块与斜面体分离后能否追上小孩? 答案20 kg 见解析,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,解析规定向右为速度正方向。冰块在斜面体上运动到最大高度时两者达到共同速度,设此共同速度为v,斜面体的质量为m3。由水平方向动量守恒和机械能守恒定律得 m
29、2v20=(m2+m3)v 式中v20=-3 m/s为冰块推出时的速度。联立式并代入题给数据得 m3=20 kg,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,设小孩推出冰块后的速度为v1,由动量守恒定律有 m1v1+m2v20=0 代入数据得v1=1 m/s 设冰块与斜面体分离后的速度分别为v2和v3,由动量守恒和机械能守恒定律有 m2v20=m2v2+m3v3 联立式并代入数据得v2=1 m/s 由于冰块与斜面体分离后的速度与小孩推出冰块后的速度相同且处在后方,故冰块不能追上小孩。,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,25.(2013江苏,12C(3),4分,难度)如图所
30、示,进行太空行走的宇航员A和B的质量分别为80 kg和100 kg,他们携手远离空间站,相对空间站的速度为0.1 m/s。A将B向空间站方向轻推后,A的速度变为0.2 m/s,求此时B的速度大小和方向。 答案0.02 m/s 远离空间站方向 解析以空间站为参考系,以v0的方向为正方向,根据动量守恒(mA+mB)v0=mAvA+mBvB,解得vB=0.02 m/s,远离空间站方向。,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,考点33“碰撞模型”中的动量和能量问题答案P238 26.(2014浙江,14(1),4分,难度) 如图所示,甲木块的质量为m1,以v的速度沿光滑水平地面向前运动,正
31、前方有一静止的、质量为m2的乙木块,乙上连有一轻质弹簧。甲木块与弹簧接触后( C ) A.甲木块的动量守恒 B.乙木块的动量守恒 C.甲、乙两木块所组成系统的动量守恒 D.甲、乙两木块所组成系统的动能守恒 解析甲木块与弹簧接触后,甲木块或乙木块所受的合力均不为零,动量不守恒,A、B两项错误;甲、乙两木块组成的系统受到的合力为零,系统的动量守恒,C项正确;甲、乙两木块及弹簧组成的系统机械能守恒,故两木块组成的系统机械能不守恒,D项错误。,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,27.(2014全国大纲,21,6分,难度)一中子与一质量数为A(A1)的原子核发生弹性正碰。若碰前原子核静止
32、,则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为( A ),考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,28.(2012全国,21,6分,难度) (多选)如图,大小相同的摆球a和b的质量分别为m和3m,摆长相同,并排悬挂,平衡时两球刚好接触,现将摆球a向左拉开一小角度后释放。若两球的碰撞是弹性的,下列判断正确的是( AD ) A.第一次碰撞后的瞬间,两球的速度大小相等 B.第一次碰撞后的瞬间,两球的动量大小相等 C.第一次碰撞后,两球的最大摆角不相同 D.发生第二次碰撞时,两球在各自的平衡位置,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,29.(
33、2011全国,20,6分,难度) (多选)质量为M、内壁间距为L的箱子静止于光滑的水平面上,箱子中间有一质量为m的小物块,小物块与箱子底板间的动摩擦因数为,初始时小物块停在箱子正中间,如图所示。现给小物块一水平向右的初速度v,小物块与箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中间,并与箱子保持相对静止。设碰撞都是弹性的,则整个过程中,系统损失的动能为( BD ),考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,30.(2016天津,9(1),6分,难度) 如图所示,方盒A静止在光滑的水平面上,盒内有一小滑块B,盒的质量是滑块的2倍,滑块与盒内水平面间的动摩
34、擦因数为。若滑块以速度v开始向左运动,与盒的左、右壁发生无机械能损失的碰撞,滑块在盒中来回运动多次,最终相对于盒静止,则此时盒的速度大,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,31.(2015天津,9(1),6分,难度) 如图所示,在光滑水平面的左侧固定一竖直挡板,A球在水平面上静止放置,B球向左运动与A球发生正碰,B球碰撞前、后的速率之比为31,A球垂直撞向挡板,碰后原速率返回。两球刚好不发生第二次碰撞,A、B两球的质量之比为 41 ,A、B碰撞前、后两球总动能之比为 95 。,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,32
35、.(2019全国1,25,20分,难度)竖直面内一倾斜轨道与一足够长的水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连接,小物块B静止于水平轨道的最左端,如图(a)所示。t=0时刻,小物块A在倾斜轨道上从静止开始下滑,一段时间后与B发生弹性碰撞(碰撞时间极短);当A返回到倾斜轨道上的P点(图中未标出)时,速度减为0,此时对其施加一外力,使其在倾斜轨道上保持静止。物块A运动的v-t图像如图(b)所示,图中的v1和t1均为未知量。已知A的质量为m,初始时A与B的高度差为H,重力加速度大小为g,不计空气阻力。,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,(1)求物块B的质量; (2)在图(b)所描述的整个运动
36、过程中,求物块A克服摩擦力所做的功; (3)已知两物块与轨道间的动摩擦因数均相等。在物块B停止运动后,改变物块与轨道间的动摩擦因数,然后将A从P点释放,一段时间后A刚好能与B再次碰上。求改变前后动摩擦因数的比值。,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,(2)在图(b)所描述的运动中,设物块A与轨道间的滑动摩擦力大小为f,下滑过程中所走过的路程为s1,返回过程中所走过的路程s2,P点的高度为h,整个过程中克服摩擦力所做的功为W。由动能定理有,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,33.(2019全国3,25,20分,难度)
37、静止在水平地面上的两小物块A、B,质量分别为mA=1.0 kg,mB=4.0 kg;两者之间有一被压缩的微型弹簧,A与其右侧的竖直墙壁距离l=1.0 m,如图所示。某时刻,将压缩的微型弹簧释放,使A、B瞬间分离,两物块获得的动能之和为Ek=10.0 J。释放后,A沿着与墙壁垂直的方向向右运动。A、B与地面之间的动摩擦因数均为=0.20。重力加速度取g=10 m/s2。A、B运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。 (1)求弹簧释放后瞬间A、B速度的大小; (2)物块A、B中的哪一个先停止?该物块刚停止时A与B之间的距离是多少? (3)A和B都停止后,A与B之间的距离是多少?,考点32
38、,考点33,考点34,考点35,考点36,答案(1)vA=4.0 m/s,vB=1.0 m/s (2)B先停止 0.50 m (3)0.91 m 解析(1)设弹簧释放瞬间A和B的速度大小分别为vA、vB,以向右为正方向,由动量守恒定律和题给条件有 0=mAvA-mBvB 联立式并代入题给数据得 vA=4.0 m/s,vB=1.0 m/s,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,(2)A、B两物块与地面间的动摩擦因数相等,因而两者滑动时加速度大小相等,设为a。假设A和B发生碰撞前,已经有一个物块停止,此物块应为弹簧释放后速度较小的B。设从弹簧释放到B停止所需时间为t,B向左运动的路程为
39、sB,则有 mBa=mBg vB-at=0 在时间t内,A可能与墙发生弹性碰撞,碰撞后A将向左运动,碰撞并不改变A的速度大小,所以无论此碰撞是否发生,A在时间t内的路程sA都可表示为 联立式并代入题给数据得sA=1.75 m,sB=0.25 m 这表明在时间t内A已与墙壁发生碰撞,但没有与B发生碰撞,此时A位于出发点右边0.25 m处。B位于出发点左边0.25 m处,两物块之间的距离s为s=0.25 m+0.25 m=0.50 m,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,34. (20
40、13山东,38(2),6分,难度)如图所示,光滑水平轨道上放置长板A(上表面粗糙)和滑块C,滑块B置于A的左端,三者质量分别为mA=2 kg、mB=1 kg、mC=2 kg。开始时C静止,A、B一起以v0=5 m/s的速度匀速向右运动,A与C发生碰撞(时间极短)后C向右运动,经过一段时间,A、B再次达到共同速度一起向右运动,且恰好不再与C碰撞。求A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小。 答案2 m/s,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,解析因碰撞时间极短,A与C碰撞过程动量守恒,设碰后瞬间A的速度为vA,C的速度为vC,以向右为正方向,由动量守恒定律得 mAv0=mAvA+mCvC
41、A与B在摩擦力作用下达到共同速度,设共同速度为vAB,由动量守恒定律得 mAvA+mBv0=(mA+mB)vAB A与B达到共同速度后恰好不再与C碰撞,应满足 vAB=vC 联立式,代入数据得 vA=2 m/s,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,35.(2018全国1,24,12分,难度)一质量为m的烟花弹获得动能E后,从地面竖直升空。当烟花弹上升的速度为零时,弹中火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的两部分,两部分获得的动能之和也为E,且均沿竖直方向运动。爆炸时间极短,重力加速度大小为g,不计空气阻力和火药的质量。求 (1)烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间; (2)爆炸
42、后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度。,科学思维,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,36.(2018全国2,24,12分,难度)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0.10,两车碰撞时间极短,在碰撞后车轮均没有滚动,重力加速度大小g取10 m/s2。求,(1)碰撞后的瞬间B
43、车速度的大小; (2)碰撞前的瞬间A车速度的大小。,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,答案(1)3.0 m/s (2)4.3 m/s 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 mBg=mBaB 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sB。由运动学公式有 vB2=2aBsB 联立式并利用题给数据得vB=3.0 m/s,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,(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mAg=mAaA 设碰撞后瞬间A车速度的大小为vA,碰撞后滑行的距离为s
44、A。由运动学公式有 vA2=2aAsA 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mAvA=mAvA+mBvB 联立式并利用题给数据得 vA4.3 m/s,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,37.(2018海南,14,16分,难度)如图,光滑轨道PQO的水平段QO= ,轨道在O点与水平地面平滑连接。一质量为m的小物块A从高h处由静止开始沿轨道下滑,在O点与质量为4 m的静止小物块B发生碰撞。A、B与地面间的动摩擦因数均为=0.5,重力加速度大小为g。假设A、B间的碰撞为完全弹性碰撞,碰撞时间极短。求 (1)第一次碰撞后瞬间A和B速度的大小; (2)A、B均
45、停止运动后,二者之间的距离。,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,38.(2016全国3,35(2),10分,难度)如图,水平地面上有两个静止的小物块a和b,其连线与墙垂直:a和b相距l,b与墙之间也相距l;a的质量为m,b的质量为 m。两物块与地面间的动摩擦因数均相同。现使a以初速度v0向右滑动。此后a与b发生弹性碰撞,但b没有与墙发生碰撞。重力加速度大小为g。求物块与地面间的动摩擦因数满足的条件。,考点32,考点33,考点34,
46、考点35,考点36,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,39.(2016海南,17(2),8分,难度) 如图,物块A通过一不可伸长的轻绳悬挂在天花板下,初始 时静止;从发射器(图中未画出)射出的物块B沿水平方向 与A碰撞,碰撞后两者粘连在一起运动;碰撞前B的速度的 大小v及碰撞后A和B一起上升的高度h均可由传感器(图中未画出)测得。某同学以h为纵坐标,v2为横坐标,利用实验数据作直线拟合,求得该直线的斜率为k=1.9210-3 s2/m。已知物块A和B的质量分别为mA=0.400 kg和mB=0.100 kg,重力加速度大小g取9
47、.80 m/s2。 若碰撞时间极短且忽略空气阻力,求h-v2直线斜率的理论值k0;,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,答案2.0410-3 s2/m 6%,解析设物块A和B碰撞后共同运动的速度为v,由动量守恒定律有mBv=(mA+mB)v 在碰后A和B共同上升的过程中,由机械能守恒定律有,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,40.(2015全国1,35(2),10分,难度) 如图,在足够长的光滑水平面上,物体A、B、C位于同一直线上,A位于B、C之间,A的质量为m,B、C的质量都为M,三者均处于静止状态。现使A以某一速度向右运动,求m和M之间应满足什么条件,才能使
48、A只与B、C各发生一次碰撞。设物体间的碰撞都是弹性的。,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,解析A向右运动与C发生第一次碰撞,碰撞过程中,系统的动量守恒、机械能守恒。设速度方向向右为正,开始时A的速度为v0,第一次碰撞后C的速度为vC1,A的速度为vA1。由动量守恒定律和机械能守恒定律得 mv0=mvA1+MvC1,如果mM,第一次碰撞后,A与C速度同向,且A的速度小于C的速度,不可能与B发生碰撞;如果m=M,第一次碰撞后,A停止,C以A碰前的速度向右运动,A不可能与B发生碰撞;所以只需考虑mM的情况。,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,41.(2015全国2,35(2),10分,难度)两滑块a、b沿水平面上同一条直线运动,并发生碰撞;碰撞后两者粘在一起运动;经过一段时间后,从光滑路段进入粗糙路段。两者的位置x随时间t变化的图象如图所示。求: 滑块a、b的质量之比; 整个运动过程中,两滑块克服摩擦力做的功与因碰撞而损失的机械能之比。 答案18 12,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36,考点32,考点33,考点34,考点35,考点36