专题25 动量 动量定理 动量守恒定律（练）-2019年高考物理一轮复习讲练测 9页

‎ ‎ 第25讲 动量 动量定理 动量守恒定律——练 ‎1．从同一高度落下的玻璃杯掉在水泥地上易碎，而掉在毛毯上就不易碎，这是因为玻璃杯掉在水泥地上时（　 　）‎ A． 受到的冲量大 B． 受到地面的作用力大 C． 动量的变化量大 D． 动量大 ‎【答案】 B ‎2．如图所示，质量为m的小球A静止于光滑水平面上，在A球与墙之间用轻弹簧连接。现用完全相同的小球B以水平速度v0与A相碰后粘在一起压缩弹簧，不计空气阻力，若弹簧被压缩过程巾的最大弹性势能为E，从球A被碰后开始到回到原静止位置的过程中墙对弹簧的冲量大小为I，则下列表达式中正确的是 A． B． ‎ C． D． ‎ ‎【答案】 A ‎【解析】A、B碰撞过程，取向左为正方向，由动量守恒定律得，碰撞后，AB一起压缩弹簧，当AB的速度减至零时弹簧的弹性势能最大，由能量守恒定律得：最大弹性势能 ，联立解得，从球A被碰后开始到回到原静止位置的过程中，取向右为正方向，对AB及弹簧整体，由动量定理得，A正确．‎ ‎【点睛】分析清楚物体的运动过程、正确选择研究对象是正确解题的关键，应用动量守恒定律、机械能守恒定律即可正确解题。在运用动量定理和动量守恒定律时都要选择正方向，用符号表示速度的方向．‎ ‎3．如图所示, 斜面静止在水平地面上， 一滑块（ 视为质点） 以某一初速度从斜面底端滑上斜面，上升到某一高度后再返回斜面底端， 斜面倾角为θ，所有接触面均不光滑， ‎ 整个过程斜面始终保持静止，不计空气阻力， 下列说法正确的是 A． 滑块与斜面间动摩擦因素大于tanθ B． 整个过程重力的冲量为0‎ C． 上滑过程中摩擦力的冲量小于下滑过程摩擦力冲量 D． 整个过程中斜面对地面的压力大小不变 ‎【答案】 C ‎4．（多选）如图甲所示为一固定光滑足够长的斜面，倾角为30°。质量为0.2kg的物块静止在斜面底端，t=0时刻，受到沿斜面方向拉力F的作用，取沿斜面向上为正方向，拉力F随时间t变化的图象如图乙所示，g=10m／s2，则下列说法正确的是 A． 6s末物块的速度为零 B． 物块一直沿斜面向上运动 C． 0~4s内拉力对物块做的功为20J D． 0～6s内拉力对物块的冲量为零 ‎ ‎【答案】 AC ‎【解析】在0~2s内，由牛顿第二定律可得，解得，在2~4s内，由牛顿第二定律可得，解得，则物块在0~2s内向上匀加速直线运动，2~3s内向上匀减速直线运动，3s时减少为零，3~4s内向下匀加速直线运动，4~6s内向下匀减速直线运动，6s时速度减为零，A正确B错误；在t=4s时和t=2s时物块在同一位置，速度等大反向，所以0~4s 内拉力对物块做的功等于0~2s内拉力对物块做的功，，C正确；0~6s内拉力对物块的冲量，D错误．‎ ‎5．如图所示，小红同学将一轻质弹簧上端悬挂于天花板，下端系一质量为m的物体A处于平衡状态。在距物体A正上方高为h处有一个质量为2m的物体B由静止下落，与弹簧下端的物体A碰撞（碰撞时间极短）并立即以相同的速度运动。不计空气阻力，两物体均可视为质点，重力加速度为g。求：‎ ‎(i)碰撞结束瞬间两物体的速度大小；‎ ‎(ii)从碰撞结束两物体一起向下运动，至第一次到达最低点过程中，两者相互作用力的冲量大小为I，该过程两者相互作用的平均作用力多大？‎ ‎【答案】 (1) (2)‎ ‎【点睛】物体B碰撞前做自由落体运动，根据速度位移公式求解末速度；碰撞过程系统动量守恒，根据动量守恒定律列式求解共同速度；对物体B的下降过程根据动量定理列式求解平均弹力．‎ ‎1．—个质量为0.18kg的垒球，以20m/s的水平速度飞向球棒，被球棒击打后反向水平飞回。设击打过程球棒对垒球的平均作用力大小为900N，作用时间为0.01s。则被球棒击打后垒球反向水平速度大小为 A． 30m/s B． 40m/s C． 50m/s D． 70m/s ‎【答案】 A ‎【解析】根据动量定理：F•t=mv2-mv1，设被打回后的速度为正，则900×0.01=0.18v2-(-0.18×20)；解得v2=30m/s，故选A.‎ 点睛：用动量定律解题时必须要选定好研究对象和研究过程，并且选定一个正方向；此题还可用牛顿第二定律结合运动公式求解.‎ ‎2．如图所示，为一距地面某高度的小球由静止释放后撞击地面弹跳的v-t图象，小球质量为0.4kg，重力加速度g取10m/s²，空气阻力不计，由图象可知 A． 横坐标每一小格表示的时间约为0.08s B． 小球释放时离地面的高度为1.5m C． 小球第一次反弹的最大高度为0.8m D． 小球第一次撞击地面受地面的平均作用力为50N ‎【答案】 C 点睛：本题考查v-t图象以及动能定理的应用，正确掌握图象的性质是解题的关键，同时注意在应用动量定理时要注意先明确正方向，注意各物理量的矢量性。‎ ‎3．一个质量为的木块静止在光滑水平面上，某时刻开始受到如图所示的水平拉力的作用，下列说法正确的是 A． 0到时间内，水平拉力的冲量为 B． 0到时间内，木块的位移大小为 C． 时刻水平拉力的瞬时功率为 D． 0到时间内，水平拉力做功为 ‎【答案】 C ‎4．（多选）如图所示，质量为M的小车在光滑的水平面上以速度v0向右匀速运动，一质量为m的小球(m≪M)从高h处自由下落，与小车碰撞后，反弹上升的最大高度仍为h。设球与车之间的动摩擦因数为μ，则小球弹起后的水平速度为(　　)‎ A． v0 B． 0 C． D． －v0‎ ‎【答案】 AC ‎【解析】该题需要分以下两种情况进行分析：①小球离开小车之前已经与小车达到共同速度v，则水平方向上动量守恒，有:Mv0=(M+m)v,由于M≫m,所以：v=v0；②若小球离开小车之前始终未与小车达到共同速度，则对小球应用动量定理，水平方向上有Fμt=mv′,小球反弹后上升的高度为h，则反弹的速度v与落在小车上时的速度大小相等,以向上为正方向，竖直方向上有： ,又 Fμ=μFN,解得： ,故选AC.‎ ‎【点睛】该题中由于碰撞的时间不知，所以小球在水平方向的运动有两种情况，这是解决该题的关键，也是容易被忽略的地方．‎ ‎5．如图所示，边长为L的正方形单匝线圈abcd，质量为m，每边电阻均为R，以一定的初速度竖直向上运动，线框正上方空间有一有界匀强磁场，磁场区域的上、下边界水平平行，间距为2L，磁感线方向垂直于线框所在平面向里，磁感应强度大小B．线框在运动过程中始终保持在同一竖直面内，ab边保持水平。向上运动过程中，线框ab边与磁场下边界重合时速度大小为v0，经历时间t后，线框完全进入磁场（cd边与磁场下边界重合）；框架向上穿出磁场后，继续向上运动并返回，当cd边回到磁场上边界时恰好能够匀速进入磁场区域，重力加速度为g，不计空气阻力，求：‎ ‎(1)线框向下运动时，刚进入磁场时匀速运动的速度大小v1；‎ ‎(2)线框向上运动时，从刚要进入磁场到完全离开磁场过程中，ab边产生的热量Qab；‎ ‎(3)线框向上运动时，刚完全进入磁场时的速度大小v2。‎ ‎【答案】 (1) (2) (3)‎ ab边生热为 ‎（3）线框向上运动进入磁场的过程，由动量定理得：‎ 而 解得：‎ ‎【点睛】本题是电磁感应问题，从两个角度进行研究：一条从力的角度，根据平衡条件列出方程，关键是要推导安培力与速度关系；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据功能关系等列方程。对于线框进入磁场的过程，利用动量定理和电量与磁通量的关系求速度是常用的方法，要学会运用。‎ ‎1．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，与地面的撞击时间约为2 ms，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为（ ）‎ A. 10 N B. 102 N C. 103 N D. 104 N ‎【来源】2018年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国II卷）‎ ‎【答案】 C 点睛：利用动能定理求出落地时的速度，然后借助于动量定理求出地面的接触力 ‎2．高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的均加速直线运动，在启动阶段列车的动能（ ）‎ 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 ‎【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（新课标I卷）‎ ‎【答案】 B ‎3．【2017·天津卷】“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动。下列叙述正确的是 A．摩天轮转动过程中，乘客的机械能保持不变 B．在最高点，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 ‎【答案】B ‎【解析】机械能等于动能和重力势能之和，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动，动能不变，重力势能时刻发生变化，则机械能在变化，故A错误；在最高点对乘客受力分析，根据牛顿第二定律有：，座椅对他的支持力，故B正确；乘客随座舱转动一周的过程中，动量不变，是所受合力的冲量为零，重力的冲量，故C错误；乘客重力的瞬时功率，其中θ为线速度和竖直方向的夹角，摩天轮转动过程中，乘客的重力和线速度的大小不变，但θ在变化，所以乘客重力的瞬时功率在不断变化，故D错误。‎ ‎【考点定位】机械能，向心力，冲量和动量定理，瞬时功率 ‎ ‎【名师点睛】本题的难点在于对动量定理的理解，是“物体所受合力的冲量等于动量的变化”‎ ‎，而学生经常记为“力的冲量等于物体动量的变化”。‎ ‎4．【2017·新课标Ⅲ卷】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 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 kg·m/s C．t=3 s时物块的动量大小为5 kg·m/s D．t=4 s时物块的速度为零 ‎【答案】AB ‎【考点定位】动量定理 ‎【名师点睛】求变力的冲量是动量定理应用的重点，也是难点。F–t图线与时间轴所围面积表示冲量。‎ ‎ ‎