高三物理二輪復(fù)習(xí) 專題限時集訓(xùn) 第1部分 專題突破篇 專題7 帶電粒子在電場中的運動
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專題限時集訓(xùn)(七) 動量與動量守恒 一、選擇題(本題共8小題,每小題6分.在每小題給出的四個選項中,第1~5題只有一項符合題目要求,第6~8題有多項符合題目要求.全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分.) 1. (2016河北石家莊二中月考)如圖10所示,兩木塊A、B用輕質(zhì)彈簧連在一起,置于光滑的水平面上.一顆子彈水平射入木塊A,并留在其中.在子彈打中木塊A及彈簧被壓縮的整個過程中,對子彈、兩木塊和彈簧組成的系統(tǒng),下列說法中正確的是( ) 圖10 A.動量守恒、機械能守恒 B.動量守恒、機械能不守恒 C.動量不守恒、機械能守恒 D.動量、機械能都不守恒 B [子彈擊中木塊A及彈簧被壓縮的整個過程,系統(tǒng)不受外力作用,外力沖量為0,系統(tǒng)動量守恒.但是子彈擊中木塊A過程,有摩擦力做功,部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,所以機械能不守恒,B正確.] 2.(2016北京朝陽期中)如果一個系統(tǒng)不受外力,或者所受外力的矢量和為零,這個系統(tǒng)的總動量保持不變,這就是動量守恒定律.若一個系統(tǒng)動量守恒時,則( ) A.此系統(tǒng)內(nèi)每個物體所受的合力一定都為零 B.此系統(tǒng)內(nèi)每個物體的動量大小不可能都增加 C.此系統(tǒng)的機械能一定守恒 D.此系統(tǒng)的機械能可能增加 D [若一個系統(tǒng)動量守恒,則整個系統(tǒng)所受的合力為零,但是此系統(tǒng)內(nèi)每個物體所受的合力不一定都為零,A錯誤.此系統(tǒng)內(nèi)每個物體的動量大小可能會都增加,但是方向變化,總動量不變這是有可能的,B錯誤.因系統(tǒng)合外力為零,但是除重力以外的其他力做功不一定為零,故機械能不一定守恒,系統(tǒng)的機械能可能增加,也可能減小,C錯誤,D正確.] 3.兩球A、B在光滑水平面上沿同一直線、同一方向運動,mA=1 kg,mB=2 kg,vA=6 m/s,vB=2 m/s.當(dāng)A追上B并發(fā)生碰撞后,兩球A、B速度的可能值是( ) A.vA′=5 m/s,vB′=2.5 m/s B.vA′=2 m/s,vB′=4 m/s C.vA′=-4 m/s,vB′=7 m/s D.vA′=7 m/s,vB′=1.5 m/s B [雖然題中四個選項均滿足動量守恒定律,但A、D兩項中,碰后A的速度vA′大于B的速度vB′,必須要發(fā)生第二次碰撞,不符合實際;C項中,兩球碰后的總動能Ek′=mAv′+mBvB′2=57 J,大于碰前的總動能Ek=22 J,違背了能量守恒定律;只有B項既符合實際情況,也不違背能量守恒定律,故B項正確.] 4.如圖11所示,兩滑塊A、B在光滑水平面上沿同一直線相向運動,滑塊A的質(zhì)量為m,速度大小為2v0,方向向右,滑塊B的質(zhì)量為2m,速度大小為v0,方向向左,兩滑塊發(fā)生彈性碰撞后的運動狀態(tài)是( ) 圖11 A.A和B都向左運動 B.A和B都向右運動 C.A靜止,B向右運動 D.A向左運動,B向右運動 D [由于A、B碰前總動量為0,由動量守恒可知碰后總動量也為0,因兩滑塊發(fā)生彈性碰撞,故碰后A、B一定反向,即A向左運動,B向右運動,選項D正確.] 5.一彈丸在飛行到距離地面5 m高時僅有水平速度v=2 m/s,爆炸成為甲、乙兩塊水平飛出,甲、乙的質(zhì)量比為3∶1.不計質(zhì)量損失,取重力加速度g=10 m/s2,則下列圖中兩塊彈片飛行的軌跡可能正確的是( ) B [平拋運動時間t==1 s,爆炸過程遵守動量守恒定律,設(shè)彈丸質(zhì)量為m,則mv=mv甲+mv乙,又v甲=,v乙=,t=1 s,則有x甲+x乙=2 m,將各選項中數(shù)據(jù)代入計算得B正確.] 6.如圖12所示,A、B兩物體質(zhì)量之比mA∶mB=3∶2,原來靜止在平板小車C上,A、B間有一根被壓縮的彈簧,地面光滑,當(dāng)彈簧突然釋放后,則( ) 圖12 A.若A、B與平板車上表面間的動摩擦因數(shù)相同,A、B組成的系統(tǒng)的動量守恒 B.若A、B與平板車上表面間的動摩擦因數(shù)相同,A、B、C組成的系統(tǒng)的動量守恒 C.若A、B所受的摩擦力大小相等,A、B組成的系統(tǒng)的動量守恒 D.若A、B所受的摩擦力大小相等,A、B、C組成的系統(tǒng)的動量守恒 BCD [如果A、B與平板車上表面間的動摩擦因數(shù)相同,彈簧釋放后A、B分別相對于小車向左、向右滑動,它們所受的滑動摩擦力FA向右,F(xiàn)B向左.由于mA∶mB=3∶2,所以FA∶FB=3∶2,則A、B組成的系統(tǒng)所受的外力之和不為零,故其動量不守恒,A選項錯.對A、B、C組成的系統(tǒng),A、B與C間的摩擦力為內(nèi)力,該系統(tǒng)所受的外力為豎直方向上的重力和支持力,它們的合力為零,故該系統(tǒng)的動量守量,B、D選項均正確.若A、B所受摩擦力大小相等,則A、B組成的系統(tǒng)的外力之和為零,故其動量守恒,C選項正確.] 7.(2016河北石家莊二中檢測)矩形滑塊由不同材料的上、下兩層粘合在一起組成,將其放在光滑的水平面上,質(zhì)量為m的子彈以速度v水平射向滑塊.若射擊下層,子彈剛好不射出;若射擊上層,則子彈剛好能射穿一半厚度,如圖13所示.則上述兩種情況相比較( ) 圖13 A.子彈的末速度大小相等 B.系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量一樣多 C.子彈對滑塊做的功不相同 D.子彈和滑塊間的水平作用力一樣大 AB [根據(jù)動量守恒,兩次最終子彈與滑塊的速度相等,A正確.根據(jù)能量守恒可知,初狀態(tài)子彈的動能相同,末狀態(tài)兩滑塊與子彈的動能也相同,因此損失的動能轉(zhuǎn)化成的熱量相等,B正確.子彈對滑塊做的功等于滑塊末狀態(tài)的動能,兩次相等,因此做功相等,C錯誤.產(chǎn)生的熱量Q=fΔs,由于產(chǎn)生的熱量相等,而相對位移Δs不同,因此子彈和滑塊間的水平作用力大小不同,D錯誤.] 8.A、B兩物體在光滑水平面上沿同一直線運動,如圖14表示發(fā)生碰撞前后的vt,圖線,由圖線可以判斷( ) 圖14 A.A、B的質(zhì)量比為3∶2 B.A、B作用前后總動量守恒 C.A、B作用前后總動量不守恒 D.A、B作用前后總動能不變 ABD [設(shè)A的質(zhì)量為m1,B的質(zhì)量為m2,碰撞前后兩物體組成的系統(tǒng)所受合外力為零,系統(tǒng)動量守恒,從圖象上可得碰撞前后兩者的速度,故有m16+m21=m12+m27,解得m1∶m2=3∶2,A、B正確,C錯誤.碰撞前系統(tǒng)的總動能Ek1=m162+m212= m1,碰撞后總動能為Ek2=m122+m272=m1=Ek1,動能不變,D正確.] 二、非選擇題(共2小題,32分) 9.(16分)(2016全國丙卷)如圖15所示,水平地面上有兩個靜止的小物塊a和b,其連線與墻垂直;a和b相距l(xiāng),b與墻之間也相距l(xiāng);a的質(zhì)量為m,b的質(zhì)量為m.兩物塊與地面間的動摩擦因數(shù)均相同.現(xiàn)使a以初速度v0向右滑動.此后a與b發(fā)生彈性碰撞,但b沒有與墻發(fā)生碰撞.重力加速度大小為g.求物塊與地面間的動摩擦因數(shù)滿足的條件. 圖15 【解析】 設(shè)物塊與地面間的動摩擦因數(shù)為μ.若要物塊a、b能夠發(fā)生碰撞,應(yīng)有 mv>μmgl ① 即μ< ② 設(shè)在a、b發(fā)生彈性碰撞前的瞬間,a的速度大小為v1.由能量守恒有 mv=mv+μmgl ③ 設(shè)在a、b碰撞后的瞬間,a、b的速度大小分別為v1′、v2′,由動量守恒和能量守恒有 mv1=mv1′+mv2′ ④ mv=mv′+v′ ⑤ 聯(lián)立④⑤式解得v2′=v1 ⑥ 由題意知,b沒有與墻發(fā)生碰撞,由功能關(guān)系可知 v2′2≤μmgl ⑦ 聯(lián)立③⑥⑦式,可得 μ≥ ⑧ 聯(lián)立②⑧式,a與b發(fā)生彈性碰撞,但b沒有與墻發(fā)生碰撞的條件 ≤μ<. ⑨ 【答案】 ≤μ< 10.(16分)(2014全國卷Ⅰ)如圖16所示,質(zhì)量分別為mA、mB的兩個彈性小球A、B靜止在地面上方,B球距地面的高度h=0.8 m,A球在B球的正上方.先將B球釋放,經(jīng)過一段時間后再將A球釋放.當(dāng)A球下落t=0.3 s時,剛好與B球在地面上方的P點處相碰.碰撞時間極短,碰后瞬間A球的速度恰為零.已知mB=3mA,重力加速度大小g=10 m/s2,忽略空氣阻力及碰撞中的動能損失.求: 圖16 (1)B球第一次到達地面時的速度; (2)P點距離地面的高度. 【解析】 由于兩球碰撞時間極短,并且沒有能量損失,所以在碰撞過程動量守恒,碰撞前后總動能相等,分別列方程求解. (1)設(shè)B球第一次到達地面時的速度大小為vB,由運動學(xué)公式有 vB= ① 將h=0.8 m代入上式,得vB=4 m/s. ② (2)設(shè)兩球相碰前后,A球的速度大小分別為v1和v1′(v1′=0),B球的速度分別為v2和v2′.由運動學(xué)規(guī)律可得 v1=gt ③ 由于碰撞時間極短,重力的作用可以忽略,兩球相撞前后的動量守恒,總動能保持不變.規(guī)定向下的方向為正,有mAv1+mBv2=mBv2′ ④ mAv+mBv=mBv′ ⑤ 設(shè)B球與地面相碰后的速度大小為vB′,由運動學(xué)及碰撞的規(guī)律可得 vB′=vB ⑥ 設(shè)P點距地面的高度為h′,由運動學(xué)規(guī)律可得 h′= ⑦ 聯(lián)立②③④⑤⑥⑦式,并代入已知條件可得 h′=0.75 m ⑧ 【答案】 (1)4 m/s (2)0.75 m- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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