【物理】2020届高考物理二轮复习能量和动量专题强化（12）动量守恒定律B 12页

动量守恒定律B ‎1、高空坠物极易对行人造成伤害。若一个50g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下,与地面的碰撞时间约为2m/s,则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为( )‎ A.10N B.102N C.103N D.104N ‎2、质量为m=2kg的物体仅受到水平拉力F的作用,在光滑的水平面上由静止开始做直线运动,运动过程中物体的加速度随时间变化的规律如图所示。则下列判断正确的是(   )‎ A.0-4s内物体先做加速运动再做匀速运动 B.6s末物体的速度为零 C.0-4s内拉力F冲量大小为18N·S D.0-4s内拉力F做功49J ‎3、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(　　)‎ 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 ‎4、如图所示,轻质弹簧固定在水平地面上。现将弹簧压缩后,将一质量为m的小球静止放在弹簧上,释放后小球被竖直弹起,小球离开弹簧时速度为v,则小球被弹起的过程中( )‎ A.地面对弹簧的支持力冲量大于 B.弹簧对小球的弹力冲量等于 ‎ C.地面对弹簧的支持力做功大于 D.弹簧对小球的弹力做功等于 ‎5、如图所示,质量为M的盒子放在光滑的水平面上,盒子内表面不光滑,盒内放有一块质量为m的物体,某时刻给物体一个水平向右的初速度,那么在物体与盒子前后壁多次往复碰撞后( )‎ ‎ A.两者的速度均为零 B.两者的速度总不会相等 C.盒子的最终速度为,方向水平向右 D.盒子的最终速度为,方向水平向右 ‎6、水平面上有质量相等的a、b两个物体，水平推力F1、F2分别作用在a、b 。一段时间后撤去推力，物体继续运动一段距离后停下。两物体的v﹣t图线如图所示，图中AB∥CD。则整个过程中（ ）‎ A． 水平推力F1、F2大小可能相等 B． a的平均速度大于b的平均速度 C． 合外力对 a 物体的冲量大于合外力对 b 物体的冲量 D． 摩擦力对 a 物体做的功小于摩擦力对 b 物体做的功 ‎7、一弹丸在飞行到距离地面高时仅有水平速度，爆炸成为甲、乙两块水平飞出，甲、乙的质量比为，不计质量损失，重力加速度取，则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是（ ）‎ A. B.‎ C. D.‎ ‎8、在2018年平昌冬奥会冰壶比赛中,某队员利用红壶去碰撞对方静止的蓝壶,如图(a)所示,两壶发生对心正碰,碰后运动员用冰壶刷擦蓝壶前进方向上的冰面来减小阻力,碰撞前后两壶的图象如图(b)中的实线所示,两冰壶质量相同,则( )‎ A.两壶的碰撞为完全弹性碰撞 B.碰后两壶相距的最远距离为 C.碰后红、蓝两壶所受的滑动摩擦力相同 D.碰后蓝壶的加速度大小为 ‎9、一质点静止在光滑水平面上,现对其施加水平外力随时间t按正弦规律变化,如图所示,下列说法正确的是( )‎ A.第2s末,质点的动量为0‎ B.第4s末,质点回到出发点 C.在0~2s时间内,F的功率先增大后减小 D.在1~3s时间内,F的冲量为0‎ ‎10、如图所示,A、B是质量相同、材料不同的矩形滑块,静止在光滑水平地面上。两颗质量和速度均相同的子弹分别水平射入A、B中,射入A、B的深度之比为2:1。则在子弹打入滑块的过程中,下列说法中正确的是(   )‎ A.子弹打入A、B滑块的时间之比为2:1 B.滑块A、B对子弹的阻力大小之比为2:1 C.子弹对A、B滑块的冲量大小之比为2:1 D.A、B滑块沿水平面滑行的距离之比为2:1‎ ‎11、小车静止在光滑水平面上,站在车上的人练习打靶,靶装在车的另一端,如图所示.已知车、人、枪和靶的总质量为M(不含子弹),每颗子弹质量为m,共n发,打靶时,枪口到靶的距离为d,若每发子弹打入靶中,就留在靶里,且待前一发子弹打入靶中后,再打下一发.则以下说法正确的是( )‎ A.待打完n发子弹后,小车将以一定的速度向右匀速运动 B.待打完n发子弹后,小车应停在射击之前位置的右方 C.在每一发子弹的射击过程中,小车所发生的位移相同,大小均为 D.在每一发子弹的射击过程中,小车所发生的位移不相同 ‎12、如图所示，水平光滑轨道的宽度和弹簧自然长度均为d。 的左边有一固定挡板，由图示位置静止释放．当与第一次相距最近时速度为，在以后的运动过程中( )‎ A.的最小速度可能是0‎ B.的最小速度可能是 C.的最大速度可能是 D.的最大速度可能是 ‎13、质量为M的小船以速度行驶,船上有两个质量皆为m的小孩a和b,分别静止站在船头和船尾,如图现小孩a沿水平方向以速率v(相对于静止水面)向前跃入水中,然后小孩b沿水平方向以同一速率v(相对于静止水面)向后跃入水中。求小孩b跃出后小船的速度。‎ ‎14、一垒球手水平挥动球棒,迎面打击一以速度5m/s水平飞来的垒球.垒球随后在离打击点水平距离为30m的垒球场上落地设垒球质量为0.81kg,打击点离地面高度为2.2m,球棒与垒球的作用时间为0.010s,重力加速度为9.9m/s,求球棒对垒球的平均作用力的大小。‎ ‎15、如图所示，质量为M＝2.0 kg的①小车静止在光滑水平面上，小车AB部分是半径为R＝0.4 m的②四分之一圆弧光滑轨道，③BC部分是长为L＝0.2_m的水平粗糙轨道，动摩擦因数为μ＝0.5，两段轨道相切于B点．C点离地面高为h＝0.2 m，质量为m＝1.0 kg的小球(视为质点)在小车上A点④从静止沿轨道下滑，重力加速度取g＝10 m/s2. 若小车不固定，小球从A点由静止下滑,小球能否从C点滑出小车？若不能，请说明理由；若能，求小球落地时与小车之间的水平距离s.‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 答案以及解析 ‎1答案及解析：‎ 答案：C 解析：根据自由落体运动规律和动量定理有 (h为25层楼的高度,约70m), ,代入数据解得,所以C正确。‎ ‎ ‎ ‎2答案及解析：‎ 答案：D 解析：物体是从静止开始运动,故在0~1s内做加速度增大的加速运动,2~4s内做匀加速直线运动,4~6s做加速度减小的加速运动,6s末加速度为零,速度最大,AB错误;a-t图像与坐标轴围成的面积表示速度变化量,故根据动量定理可得0~4s内拉力的冲量为 ,C错误;‎ 因为水平面光滑,故物体受到的合力大小等于F,根据动能定理可得 因为是从静止开始运动的,所以4s末的动量为p=14N·s,根据 可得知WF=49J,D正确.‎ ‎ ‎ ‎3答案及解析：‎ 答案：C 解析：两滑块碰撞过程动量守恒,以两滑块组成的系统为研究对象,取水平向右方向为正方向,碰撞前, A、B的速度分别为: 、.碰撞前系统总动量: ,,系统总动量为0,系统动量守恒,则碰撞前后系统总动量都是0;由于碰撞是弹性碰撞,则碰撞后二者的速度不能等于0,运动的方向一定相反.故C正确,ABD错误.‎ ‎ ‎ ‎4答案及解析：‎ 答案：A 解析：规定竖直向上为正方向,对小球受力分析,受到竖直向下的重力和竖直向上的弹力作用,故根据动量定律可得,所以弹簧对小球的弹力的冲量,B错误;地面对弹簧的支持力,和弹簧对地面的弹力是一对相互作用力,所以,故,A正确;根据动能定理得,所以,由于弹簧没有发生位移,所以地面对弹黄的支持力不做功,故C、D错误。‎ ‎ ‎ ‎5答案及解析：‎ 答案：D 解析：由于盒子内表面不光滑,在多次碰撞后物块与盒子最终将相对静止,设两者相对静止时,其共同速度为,由动量守恒定律得,解得。‎ ‎ ‎ ‎6答案及解析：‎ 答案：D 解析：由图，AB与CD平行，说明推力撤去后两物体的加速度相同，而撤去推力后物体的合力等于摩擦力，根据牛顿第二定律可知，两物体受到的摩擦力大小相等。加力F时，由图像可知a的加速度大于b的加速度，根据F-f=ma可知水平推力F1的大小大于F2大小，选项A错误；设两物体的最大速度为v,加F时两物体的平均速度均为v/2，撤去F后两物体的平均速度仍为v/2，可知a的平均速度等于b的平均速度，选项B错误；根据动量定理可知，合外力的冲量的关于动量的变化量，由于两物体的动量变化量均为零，可知合外力对 a 物体的冲量等于合外力对 b 物体的冲量，选项C错误；由图像可知，a的位移小于b的位移，因两物体的摩擦力相等，可知摩擦力对 a 物体做的功小于摩擦力对 b 物体做的功，选项D正确；故选D.‎ ‎ ‎ ‎7答案及解析：‎ 答案：B 解析：设弹丸爆炸前质量为，爆炸成甲、乙两块后质量比为，可知，.设爆炸过程中甲、乙组成的系统在水平方向动量守恒，取弹丸运动方向为正方向，有 ‎，得.爆炸后甲、乙两弹片水平飞出，做平抛运动.竖直方向做自由落体运动，，可得;水平方向做匀速直线运动，，所以甲、乙飞行的水平位移大小与爆炸后甲、乙获得的速度大小在数值上相等。因此也应满足，从选项图中所给数据可知，B正确.‎ ‎ ‎ ‎8答案及解析：‎ 答案：B 解析：由图(b)知,红壶碰前的速度,碰后速度,设碰后蓝壶的速度为v,取碰撞前红壶的速度方向为正方向,根据动量守恒定律得,解得,碰撞前的总动能,碰撞后的总动能,故两壶的碰撞不是完全弹性碰撞,A错误。由图(b)可知,碰撺前,红壶的加速度,红壶若未与蓝壶相碰,设经时间t速度变为零,则,即图(b)中蓝壶的图线和横轴交点的横坐标为;碰撞后红壶移动的距离,蓝壶移动的距离,故碰后两壶相距的最远距离,B正确。根据图象的斜率表示加速度,知碰后红壶的加速度大于蓝壶的加速度,又因两者的质量相等,故由牛顿第二定律知碰后红壶所受的滑动摩擦力大于蓝壶所受的滑动摩擦力,C错误。碰后蓝壶的加速度大小,D错误。‎ ‎ ‎ ‎9答案及解析：‎ 答案：CD 解析：从题图可以看出,在前2s内质点受到力的方向和运动的方向相同,质点经历了一个加速度先增大后减小的加速运动,所以第2s末,质点的速度最大,动量最大,不为0,故A 错误。该质点在后半个周期内受到的力与前半个周期内受到的力的方向相反,前半个周期内做加速运动,后半个周期内做减速运动,所以质点在0~4s时间内的位移为正,故B错误。在0~2s时间内,速度在增大,力F先增大后减小,根据瞬时功率得开始时力F瞬时功率为0,2s末的瞬时功率为0,所以在0~2s时间内,F的功率先增大后减小,故C正确。在图像中,图线与横轴围成的面积表示力F的冲量,由题图可知,1~2s之间的面积与2~3s之间的面积大小相等,一正一负,所以和为0,则在1~3s时间内,F的冲量为0,故D正确。‎ ‎ ‎ ‎10答案及解析：‎ 答案：AD 解析：B、设子弹初速度为v0,质量为m,滑块A、B的质量为M,子弹打入 A、B滑块并留在滑块中,子弹与滑块的末速度相同,子弹与滑块组成的系统动量守恒,根据动量守恒可知A、B末速度相同,设子弹与滑块A、B末速度为v1,‎ 根据能量守恒可得,‎ 由此可知滑块A、B对子弹的阻力大小之比为fA:fB=dB:dA=1:2,故B错误;‎ A、对滑块由动量定理可得ft=Mv1-0,由此可知子弹打入A、B滑块的时间之比为tA:tB=fB:fA=2:1,故A正确;‎ C、对滑块由动量定理可得I合=Mv1-0, 由此可知子弹对A、B滑块的冲量大小之比为1:1,故C错误;‎ D、对滑块由动能定理可得,由此可知A、B滑块沿水平面滑行的距离之比为2:1,故D正确;故选AD。‎ ‎ ‎ ‎11答案及解析：‎ 答案：BC 解析：车、人、枪、靶和n颗子弹组成的系统动量守恒,系统初动量为0,故末动量为0,A错误;每发子弹打人靶中,就留在靶里,且待前一发打入靶中后,再打下一发,因此每次射击,以一颗子弹和车、人、枪、靶、颗子弹为研究对象,动量守恒,则有,由位移关系有,解得,故C正确,D错误;每射击一次,车子都会右移,故B正确.‎ ‎ ‎ ‎12答案及解析：‎ 答案：ABC 解析：从小球到达最近位置后继续前进，此后拉到前进，减速，加速，达到共同速度时两者相距最远，此后继续减速，加速，当两球再次相距最近时，达到最小速度，达最大速度：两小球水平方向动量守恒，速度相同时保持稳定，一直向右前进，选取向右为正方向，则：‎ ‎;‎ 解得：‎ ‎，‎ 故m2的最大速度为，此时的速度为，‎ 由于，可知当的速度最大时，的速度小于0，即的速度方向为向左，所以的最小速度等于0．‎ A.A项与上述分析结论相符，故A符合题意；‎ B.B项与上述分析结论相符，故B符合题意；‎ C.C项与上述分析结论相符，故C符合题意；‎ D.D项与上述分析结论不相符，故D不符合题意。‎ ‎ ‎ ‎13答案及解析：‎ 答案：‎ 解析：取小船和两个小孩为一个系统进行研究,则此系统动量守恒。如题图所示,取小船原来运动的方向为正方向,作用前的动量为。作用后,小孩a的动量为,小孩b的动量为,设小船后来的速度为,则小船动量为,据动量守恒定律得:,,解得 ‎ ‎ ‎14答案及解析：‎ 答案：以m、v和,分别表示垒球的质量、垒球在打击过程始、末瞬时速度的大小,球棒与垒球的作用时间为t,球棒对垒球的平均作用力的大小为,取力的方向为正方向,按动量定理有 ① 垒球在与球棒碰撞后,以速率,做平抛运动.令打击点高度为h,垒球落地点与打击点的水平距离为x,则按平抛运动规律有② ③ 式中,是垒球做平抛运动的时间.由②③式得 ④ 由①④式得. 代入数据得.‎ 解析：‎ ‎ ‎ ‎15答案及解析：‎ 答案：①小车与水平面间无摩擦，小车的初速度为零．‎ ‎②圆弧轨道光滑，小球与圆弧轨道间无摩擦作用．‎ ‎③小球在BC段运动时系统有摩擦热产生．‎ ‎④小球释放时初速度为零．‎ ‎⑤小球沿圆弧轨道下滑时，小球机械能守恒．‎ ‎⑥小球沿圆弧轨道下滑时，小球和小车组成的系统机械能守恒，水平方向动量守恒．‎ ‎ 设小球能从小车右端C点滑出，滑出时小球的速度为v3，小车的速度为v4，由系统动量守恒定律可得：mv3－Mv4＝0，⑦(1分)‎ 由能量守恒定律可得：‎ mgR＝＋＋μmgL ⑧‎ 解得：v3＝2 m/s，v4＝1 m/s ⑨‎ 故小球能从小车右端C点滑出，‎ 滑出后小球做平抛运动，小车以速度v4向左做匀速直线运动，‎ 则：h＝gt2 ⑩‎ xm＝v3t ⑪‎ xM＝v4t ⑫‎ s＝xm＋xM ⑬‎ 可解得：s＝0.6 m． ⑭‎ 解析：‎ ‎ ‎