2019屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第六章 碰撞與動(dòng)量守恒 題型探究課 動(dòng)量守恒中的力學(xué)綜合問題題型專練 新人教版.doc
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題型探究課 動(dòng)量守恒中的力學(xué)綜合問題1“蹦極”運(yùn)動(dòng)中,長彈性繩的一端固定,另一端綁在人身上,人從幾十米高處跳下,將蹦極過程簡化為人沿豎直方向的運(yùn)動(dòng),從繩恰好伸直,到人第一次下降至最低點(diǎn)的過程中,下列分析正確的是()A繩對(duì)人的沖量始終向上,人的動(dòng)量先增大后減小B繩對(duì)人的拉力始終做負(fù)功,人的動(dòng)能一直減小C繩恰好伸直時(shí),繩的彈性勢能為零,人的動(dòng)能最大D人在最低點(diǎn)時(shí),繩對(duì)人的拉力等于人所受的重力解析:選A.從繩恰好伸直到人第一次下降至最低點(diǎn)的過程中,人先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),后做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng),加速度等于零時(shí),速度最大,故人的動(dòng)量和動(dòng)能都是先增大后減小,加速度等于零時(shí)(即繩對(duì)人的拉力等于人所受的重力時(shí))速度最大,動(dòng)量和動(dòng)能最大,在最低點(diǎn)時(shí)人具有向上的加速度,繩對(duì)人的拉力大于人所受的重力繩的拉力方向始終向上與運(yùn)動(dòng)方向相反,故繩對(duì)人的沖量方向始終向上,繩對(duì)人的拉力始終做負(fù)功故選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤2(2018合肥質(zhì)檢)一質(zhì)量為2 kg的物體受水平拉力F作用,在粗糙水平面上做加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的at圖象如圖所示,t0時(shí)其速度大小為2 m/s,滑動(dòng)摩擦力大小恒為2 N,則()A在t6 s的時(shí)刻,物體的速度為18 m/sB在06 s時(shí)間內(nèi),合力對(duì)物體做的功為400 JC在06 s時(shí)間內(nèi),拉力對(duì)物體的沖量為36 NsD在t6 s的時(shí)刻,拉力F的功率為200 W解析:選D.類比速度時(shí)間圖象中位移的表示方法可知,速度變化量在加速度時(shí)間圖象中由圖線與坐標(biāo)軸所圍面積表示,在06 s內(nèi)v18 m/s,v02 m/s,則t6 s時(shí)的速度v20 m/s,A項(xiàng)錯(cuò);由動(dòng)能定理可知,06 s內(nèi),合力做的功為Wmv2mv396 J,B項(xiàng)錯(cuò);由動(dòng)量定理可知,IFFftmvmv0,代入已知條件解得IF48 Ns,C項(xiàng)錯(cuò);由牛頓第二定律可知,6 s末FFfma,解得F10 N,所以拉力的功率PFv200 W,D項(xiàng)對(duì)3.(2018江蘇蘇北三市模擬)光滑水平地面上有一靜止的木塊,子彈水平射入木塊后未穿出,子彈和木塊的vt圖象如圖所示已知木塊質(zhì)量大于子彈質(zhì)量,從子彈射入木塊到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài),木塊動(dòng)能增加了50 J,則此過程產(chǎn)生的內(nèi)能可能是()A10 JB50 JC70 J D120 J解析:選D.設(shè)子彈的初速度為v0,射入木塊后子彈與木塊共同的速度為v,木塊的質(zhì)量為M,子彈的質(zhì)量為m,根據(jù)動(dòng)量守恒定律得:mv0(Mm)v,解得v.木塊獲得的動(dòng)能為EkMv2.系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能為Qmv(Mm)v2,可得QEk50 J,當(dāng)Q70 J時(shí),可得Mm25,因已知木塊質(zhì)量大于子彈質(zhì)量,選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤;當(dāng)Q120 J時(shí),可得Mm75,木塊質(zhì)量大于子彈質(zhì)量,選項(xiàng)D正確4(2018北京東城區(qū)檢測)質(zhì)量為80 kg的冰球運(yùn)動(dòng)員甲,以5 m/s的速度在水平冰面上向右運(yùn)動(dòng)時(shí),與質(zhì)量為100 kg、速度為3 m/s的迎面而來的運(yùn)動(dòng)員乙相撞,碰后甲恰好靜止假設(shè)碰撞時(shí)間極短,下列說法中正確的是()A碰后乙向左運(yùn)動(dòng),速度大小為1 m/sB碰后乙向右運(yùn)動(dòng),速度大小為7 m/sC碰撞中甲、乙的機(jī)械能總共增加了1 450 JD碰撞中甲、乙的機(jī)械能總共損失了1 400 J解析:選D.甲、乙碰撞的過程中,甲、乙組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,以向右為正方向,設(shè)碰撞前甲的速度為v甲,乙的速度為v乙,碰撞后乙的速度為v乙,由動(dòng)量守恒定律得:m甲v甲m乙v乙m乙v乙,解得v乙1 m/s,方向水平向右,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;甲、乙碰撞過程機(jī)械能的變化量Em甲vm乙vm乙v,代入數(shù)據(jù)解得E1 400 J,機(jī)械能減少了1 400 J,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確5(多選)(2018山東威海月考)如圖所示,現(xiàn)有甲、乙兩滑塊,質(zhì)量分別為3m和m,以相同的速率v在光滑水平面上相向運(yùn)動(dòng),發(fā)生碰撞已知碰撞后,甲滑塊靜止不動(dòng),則()A碰撞前總動(dòng)量是2mvB碰撞過程動(dòng)量不守恒C碰撞后乙的速度大小為2vD碰撞屬于非彈性碰撞解析:選AC.取向右為正方向,碰撞前總動(dòng)量為3mvmv2mv,A正確;碰撞過程兩滑塊組成的系統(tǒng)在水平方向不受外力,則系統(tǒng)動(dòng)量守恒,B錯(cuò)誤;設(shè)碰撞后乙的速度為v,由動(dòng)量守恒定律得3mvmv0mv,解得v2v,C正確;碰撞前總動(dòng)能為3mv2mv22mv2,碰撞后總動(dòng)能為0m(2v)22mv2,碰撞前后無機(jī)械能損失,碰撞屬于彈性碰撞,D錯(cuò)誤6(多選)(2018廣東六校聯(lián)考)如圖甲所示,光滑平臺(tái)上的物體A以初速度v0滑到上表面粗糙的水平小車B上,車與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)不計(jì),圖乙為物體A與小車B的vt圖象,由此可知()A小車上表面長度B物體A與小車B的質(zhì)量之比C物體A與小車B上表面的動(dòng)摩擦因數(shù)D小車B獲得的動(dòng)能解析:選BC.由圖象可知,AB最終以共同速度v1勻速運(yùn)動(dòng),不能確定小車上表面長度,故A錯(cuò)誤;由動(dòng)量守恒定律得,mAv0(mAmB)v1,解得:,故可以確定物體A與小車B的質(zhì)量之比,故B正確;由圖象可以知道A相對(duì)小車B的位移xv0t1,根據(jù)能量守恒得:mAgxmAv(mAmB)v,根據(jù)B中求得質(zhì)量關(guān)系,可以解出動(dòng)摩擦因數(shù),故C正確;由于小車B的質(zhì)量不可知,故不能確定小車B獲得的動(dòng)能,故D錯(cuò)誤7(多選)質(zhì)量為m的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))套在光滑水平固定直桿上,其上拴一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧,彈簧另一端固定于距離直桿3d的O點(diǎn),物體從A點(diǎn)以初速度v0向右運(yùn)動(dòng),到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度也為v0,OA、OB與水平桿的夾角大小如圖所示,彈簧始終處于彈性限度內(nèi)(取sin 370.6,cos 370.8)下列說法正確的是()A從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中,物體的速度先增大后減小B物體在A、B兩點(diǎn)時(shí)彈簧彈力的功率相等C彈簧的原長為5.5dD物體在A點(diǎn)時(shí)加速度的大小為解析:選CD.由圖中的幾何關(guān)系可得5d,6d,由于物體從A點(diǎn)以初速度v0向右運(yùn)動(dòng),到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度也為v0,可知從A到B的過程中物體的動(dòng)能變化量為0;在該過程中,由于桿光滑,結(jié)合動(dòng)能定理可知彈簧對(duì)物體做功的和等于0,物體在A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢能等于物體在B點(diǎn)時(shí)的彈性勢能,結(jié)合彈性勢能的特點(diǎn)可知,開始時(shí)彈簧處于壓縮狀態(tài),后來彈簧處于伸長狀態(tài),且彈簧的壓縮量等于后來彈簧的伸長量,即L05d6dL0,所以彈簧的原長L05.5d.物體從A向O點(diǎn)正下方運(yùn)動(dòng)的過程中彈簧繼續(xù)壓縮,所以彈簧對(duì)物體做負(fù)功,物體的速度減?。晃矬w從O點(diǎn)的正下方向B運(yùn)動(dòng)的過程中彈簧伸長,先對(duì)物體做正功,物體的速度增大;當(dāng)彈簧的長度大于彈簧原長后,彈簧又開始對(duì)物體做負(fù)功,物體的速度又減小所以物體先減速,再加速,最后又減速,A錯(cuò)誤,C正確;如圖所示,分別畫出A、B兩點(diǎn)受到的彈力與速度,由公式PFvcos 可知,A、B兩點(diǎn)F與v0之間的夾角不同,則A、B兩點(diǎn)彈簧彈力的功率不相等,B錯(cuò)誤;在A點(diǎn),彈簧的彈力F與運(yùn)動(dòng)方向之間的夾角為18037143,則物體在A點(diǎn)的加速度大小a,D正確8如圖,光滑水平直軌道上有三個(gè)質(zhì)量均為m的物塊A、B、C.B的左側(cè)固定一輕彈簧(彈簧左側(cè)的擋板質(zhì)量不計(jì))設(shè)A以速度v0朝B運(yùn)動(dòng),壓縮彈簧;當(dāng)A、 B速度相等時(shí),B與C恰好相碰并黏接在一起,然后繼續(xù)運(yùn)動(dòng)假設(shè)B和C碰撞過程時(shí)間極短,求從A開始?jí)嚎s彈簧直至與彈簧分離的過程中:(1)整個(gè)系統(tǒng)損失的機(jī)械能;(2)彈簧被壓縮到最短時(shí)的彈性勢能解析:A、B碰撞過程動(dòng)量守恒,能量也守恒,而B、C相碰黏接在一塊時(shí),動(dòng)量守恒系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能則為損失的機(jī)械能當(dāng)A、B、C速度相等時(shí),彈性勢能最大(1)從A壓縮彈簧到A與B具有相同速度v1時(shí),對(duì)A、B與彈簧組成的系統(tǒng),由動(dòng)量守恒定律得mv02mv1此時(shí)B與C發(fā)生完全非彈性碰撞,設(shè)碰撞后的瞬時(shí)速度為v2,損失的機(jī)械能為E.對(duì)B、C組成的系統(tǒng),由動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律得mv12mv2mvE(2m)v聯(lián)立式得Emv.(2)由式可知v2v1,A將繼續(xù)壓縮彈簧,直至A、B、C三者速度相同,設(shè)此速度為v3,此時(shí)彈簧被壓縮至最短,其彈性勢能為Ep.由動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律得mv03mv3mvE(3m)vEp聯(lián)立式得Epmv.答案:(1)mv(2)mv- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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