《物理專題十五 動(dòng)量與動(dòng)量守恒》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《物理專題十五 動(dòng)量與動(dòng)量守恒（82頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、專題十五動(dòng)量與動(dòng)量守恒高考物理高考物理(江蘇專用江蘇專用)考點(diǎn)動(dòng)量與動(dòng)量守恒1.2016江蘇單科,12C(2)已知光速為c,普朗克常量為h,則頻率為的光子的動(dòng)量為。用該頻率的光垂直照射平面鏡,光被鏡面全部垂直反射回去,則光子在反射前后動(dòng)量改變量的大小為。五年高考A組自主命題江蘇卷題組答案答案2易錯(cuò)警示易錯(cuò)警示有較多的考生求得動(dòng)量改變量的大小為零,主要是對(duì)動(dòng)量的矢量性認(rèn)識(shí)不到位?？疾辄c(diǎn)考查點(diǎn)本題考查光子的動(dòng)量、動(dòng)量的變化量等知識(shí),屬于容易題。解析解析光子的動(dòng)量p=,垂直反射回去p=-(-)=。2.2018江蘇單科,12C(3)如圖所示,懸掛于豎直彈簧下端的小球質(zhì)量為m,運(yùn)動(dòng)速度的大小為v,方向向
2、下。經(jīng)過(guò)時(shí)間t,小球的速度大小為v,方向變?yōu)橄蛏?。忽略空氣阻?重力加速度為g,求該運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,小球所受彈簧彈力沖量的大小。答案答案2mv+mgt解析解析取向上為正方向,由動(dòng)量定理得mv-(-mv)=I且I=(-mg)t解得IF=t=2mv+mgt易錯(cuò)警示易錯(cuò)警示動(dòng)量定理是矢量式,應(yīng)先選定正方向,注意初末狀態(tài)速度的正負(fù)。3.2017江蘇單科,12C(3)甲、乙兩運(yùn)動(dòng)員在做花樣滑冰表演,沿同一直線相向運(yùn)動(dòng),速度大小都是1m/s。甲、乙相遇時(shí)用力推對(duì)方,此后都沿各自原方向的反方向運(yùn)動(dòng),速度大小分別為1m/s和2m/s。求甲、乙兩運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量之比。答案答案見解析解析解析由動(dòng)量守恒,有m1v1-m2v
3、2=m2v2-m1v1解得=代入數(shù)據(jù)得=友情提醒友情提醒動(dòng)量守恒定律的矢量性應(yīng)用動(dòng)量守恒定律解題時(shí),一定要先規(guī)定正方向,與規(guī)定正方向相反的速度,要代入負(fù)數(shù)進(jìn)行計(jì)算。若列式時(shí)已經(jīng)考慮到了矢量性,則代入絕對(duì)值計(jì)算即可,如本題的解題過(guò)程就是如此。x4.2014江蘇單科,12C(3)牛頓的自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理中記載,A、B兩個(gè)玻璃球相碰,碰撞后的分離速度和它們碰撞前的接近速度之比總是約為1516。分離速度是指碰撞后B對(duì)A的速度,接近速度是指碰撞前A對(duì)B的速度。若上述過(guò)程是質(zhì)量為2m的玻璃球A以速度v0碰撞質(zhì)量為m的靜止玻璃球B,且為對(duì)心碰撞,求碰撞后A、B的速度大小。答案答案v0v0解析解析設(shè)A、B球碰
4、撞后速度分別為v1和v2由動(dòng)量守恒定律2mv0=2mv1+mv2,且由題意知=解得v1=v0,v2=v0考查點(diǎn)考查點(diǎn)本題考查碰撞、動(dòng)量守恒定律等知識(shí),屬于容易題。知識(shí)拓展知識(shí)拓展若兩球碰撞過(guò)程中滿足動(dòng)量守恒和能量守恒,可推導(dǎo)出分離速度和接近速度之比是1。本題中的該比值小于1,暗示兩球碰撞過(guò)程中動(dòng)能有損失,不滿足能量守恒,為非彈性碰撞。5.2013江蘇單科,12C(3)如圖所示,進(jìn)行太空行走的宇航員A和B的質(zhì)量分別為80kg和100kg,他們攜手遠(yuǎn)離空間站,相對(duì)空間站的速度為0.1m/s。A將B向空間站方向輕推后,A的速度變?yōu)?.2m/s,求此時(shí)B的速度大小和方向。答案答案0.02m/s離開空間
5、站方向溫馨提示溫馨提示兩宇航員構(gòu)成的系統(tǒng)可認(rèn)為不受外力,故滿足動(dòng)量守恒的條件;以空間站為參考系求速度;注意選取正方向,如果以0.1m/s的速度方向?yàn)檎?則A的速度也為正?？疾辄c(diǎn)考查點(diǎn)本題考查動(dòng)量守恒定律,屬于容易題。解析解析以空間站為參考系,以v0的方向?yàn)檎较?由動(dòng)量守恒定律(mA+mB)v0=mAvA+mBvB解得vB=0.02m/s方向遠(yuǎn)離空間站方向。1.(2018課標(biāo),15,6分)高空墜物極易對(duì)行人造成傷害。若一個(gè)50g的雞蛋從一居民樓的25層墜 下,與 地 面 的 碰 撞 時(shí) 間 約 為 2 m s,則 該 雞 蛋 對(duì) 地 面 產(chǎn) 生 的 沖 擊 力 約 為()A.10NB.102N
6、C.103ND.104NB組統(tǒng)一命題、省(區(qū)、市)卷題組答案答案C本題考查機(jī)械能守恒定律、動(dòng)量定理。由機(jī)械能守恒定律可得mgh=mv2,可知雞蛋落地時(shí)速度大小v=,雞蛋與地面作用過(guò)程中,設(shè)豎直向上為正方向,由動(dòng)量定理得(F-mg)t=0-(-mv),可知雞蛋對(duì)地面產(chǎn)生的沖擊力大小為F=+mg,每層樓高度約為3m,則h=243m=72m,得F949N,接近103N,故選項(xiàng)C正確。易錯(cuò)點(diǎn)撥易錯(cuò)點(diǎn)撥估算能力(1)每層樓高度約為3m,注意身邊的物理知識(shí)。(2)在計(jì)算時(shí)重點(diǎn)注意數(shù)量級(jí)。2.(2018課標(biāo),14,6分)高鐵列車在啟動(dòng)階段的運(yùn)動(dòng)可看做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。在啟 動(dòng) 階 段,列 車 的
7、動(dòng) 能()A.與它所經(jīng)歷的時(shí)間成正比B.與它的位移成正比C.與它的速度成正比D.與它的動(dòng)量成正比答案答案B本題考查勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律、動(dòng)能及動(dòng)量。設(shè)列車運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律v=at、s=at2,結(jié)合動(dòng)能公式Ek=得Ek=、Ek=mas,可知Ekv2、Ekt2、Eks,故A、C項(xiàng)均錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確。由Ek=,得Ekp2,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.(2017課標(biāo),14,6分)將質(zhì)量為1.00kg的模型火箭點(diǎn)火升空,50g燃燒的燃?xì)庖源笮?00m/s的速度從火箭噴口在很短時(shí)間內(nèi)噴出。在燃?xì)鈬姵龊蟮乃查g,火箭的動(dòng)量大小為(噴出過(guò)程中重力和空氣阻力可忽略)()A.30kgm/sB.5.7102kgm
8、/sC.6.0102kgm/sD.6.3102kgm/s易錯(cuò)點(diǎn)撥易錯(cuò)點(diǎn)撥系統(tǒng)中量與物的對(duì)應(yīng)性動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用中,系統(tǒng)內(nèi)物體至少為兩個(gè),計(jì)算各自的動(dòng)量時(shí),需注意速度與質(zhì)量對(duì)應(yīng)于同一物體。答案答案A本題考查動(dòng)量守恒定律。由于噴出過(guò)程中重力和空氣阻力可忽略,則模型火箭與燃?xì)饨M成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒。燃?xì)鈬姵銮跋到y(tǒng)靜止,總動(dòng)量為零,故噴出后瞬間火箭的動(dòng)量與噴出燃?xì)獾膭?dòng)量等值反向,可得火箭的動(dòng)量大小等于燃?xì)獾膭?dòng)量大小,則|p火|=|p氣|=m氣v氣=0.05kg600m/s=30kgm/s,A正確。4.(2018課標(biāo),24,12分)一質(zhì)量為m的煙花彈獲得動(dòng)能E后,從地面豎直升空。當(dāng)煙花彈上升的速度為零時(shí),彈
9、中火藥爆炸將煙花彈炸為質(zhì)量相等的兩部分,兩部分獲得的動(dòng)能之和也為E,且均沿豎直方向運(yùn)動(dòng)。爆炸時(shí)間極短,重力加速度大小為g,不計(jì)空氣阻力和火藥的質(zhì)量。求(1)煙花彈從地面開始上升到彈中火藥爆炸所經(jīng)過(guò)的時(shí)間;(2)爆炸后煙花彈向上運(yùn)動(dòng)的部分距地面的最大高度。答案答案(1)(2)解析解析本題主要考查豎直上拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律及動(dòng)量守恒定律。(1)設(shè)煙花彈上升的初速度為v0,由題給條件有E=m設(shè)煙花彈從地面開始上升到火藥爆炸所用的時(shí)間為t,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有0-v0=-gt聯(lián)立式得t=(2)設(shè)爆炸時(shí)煙花彈距地面的高度為h1,由機(jī)械能守恒定律有E=mgh1火藥爆炸后,煙花彈上、下兩部分均沿豎直方向運(yùn)動(dòng),設(shè)炸后瞬間其速
10、度分別為v1和v2。由題給條件和動(dòng)量守恒定律有m+m=Emv1+mv2=0由式知,煙花彈兩部分的速度方向相反,向上運(yùn)動(dòng)部分做豎直上拋運(yùn)動(dòng)。設(shè)爆炸后煙花彈上部分繼續(xù)上升的高度為h2,由機(jī)械能守恒定律有m=mgh2聯(lián)立式得,煙花彈上部分距地面的最大高度為h=h1+h2=易錯(cuò)點(diǎn)撥易錯(cuò)點(diǎn)撥關(guān)鍵詞理解,隱含條件顯性化題目中的兩個(gè)E,分別對(duì)應(yīng)“一個(gè)物體”和“兩個(gè)物體”。爆炸后兩部分質(zhì)量均為。爆炸過(guò)程中系統(tǒng)初動(dòng)量為0。距地面的最大高度由兩部分組成,一是爆炸前上升的高度,二是爆炸后向上運(yùn)動(dòng)的部分上升的高度。5.(2018課標(biāo),24,12分)汽車A在水平冰雪路面上行駛。駕駛員發(fā)現(xiàn)其正前方停有汽車B,立即采取制動(dòng)
11、措施,但仍然撞上了汽車B。兩車碰撞時(shí)和兩車都完全停止后的位置如圖所示,碰撞后B車向前滑動(dòng)了4.5m,A車向前滑動(dòng)了2.0m。已知A和B的質(zhì)量分別為2.0103kg和1.5103kg,兩車與該冰雪路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.10,兩車碰撞時(shí)間極短,在碰撞后車輪均沒有滾動(dòng),重力加速度大小g=10m/s2。求(1)碰撞后的瞬間B車速度的大小;(2)碰撞前的瞬間A車速度的大小。答案答案(1)3.0m/s(2)4.3m/s解析解析本題考查牛頓第二定律和動(dòng)量守恒定律等知識(shí)。(1)設(shè)B車的質(zhì)量為mB,碰后加速度大小為aB,根據(jù)牛頓第二定律有mBg=mBaB式中是汽車與路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。設(shè)碰撞后瞬間B車速度的
12、大小為vB,碰撞后滑行的距離為sB。由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有v=2aBsB聯(lián)立式并利用題給數(shù)據(jù)得vB=3.0m/s(2)設(shè)A車的質(zhì)量為mA,碰后加速度大小為aA。根據(jù)牛頓第二定律有mAg=mAaA設(shè)碰撞后瞬間A車速度的大小為vA,碰撞后滑行的距離為sA。由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有v=2aAsA設(shè)碰撞前的瞬間A車速度的大小為vA。兩車在碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒,有mAvA=mAvA+mBvB聯(lián)立式并利用題給數(shù)據(jù)得vA=4.3m/s解題關(guān)鍵解題關(guān)鍵確定速度是解決碰撞問題的關(guān)鍵(1)由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可確定碰撞后瞬間A、B兩車的速度。(2)由于兩車碰撞時(shí)間極短,因此碰撞時(shí)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力,滿足動(dòng)量守恒,故可確定碰撞前的瞬
13、間A車的速度。6.2016課標(biāo),35(2),10分如圖,水平地面上有兩個(gè)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(dòng)摩擦因數(shù)均相同?，F(xiàn)使a以初速度v0向右滑動(dòng)。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(dòng)摩擦因數(shù)滿足的條件。答案答案mgl即設(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m=m+mgl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(dòng)量守恒和能量守恒有mv1=mv1+v2m=mv+v聯(lián)立式解得v2=v1由題意,b沒有與墻發(fā)生碰撞,由功
14、能關(guān)系可知vgl聯(lián)立式,可得聯(lián)立式,a與b發(fā)生碰撞,但b沒有與墻發(fā)生碰撞的條件為1)的原子核發(fā)生彈性正碰。若碰前原子核靜 止,則 碰 撞 前 與 碰 撞 后 中 子 的 速 率 之 比 為()A.B.C.D.答案答案A設(shè)中子質(zhì)量為m,則原子核的質(zhì)量為Am。設(shè)碰撞前后中子的速度分別為v0、v1,碰后原子核的速度為v2,由彈性碰撞可得mv0=mv1+Amv2,m=m+Am,解得v1=v0,故=,A正確。3.2016天津理綜,9(1)如圖所示,方盒A靜止在光滑的水平面上,盒內(nèi)有一小滑塊B,盒的質(zhì)量是滑塊的2倍,滑塊與盒內(nèi)水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。若滑塊以速度v開始向左運(yùn)動(dòng),與盒的左、右壁發(fā)生無(wú)機(jī)械能損
15、失的碰撞,滑塊在盒中來(lái)回運(yùn)動(dòng)多次,最終相對(duì)于盒靜止,則此時(shí)盒的速度大小為,滑塊相對(duì)于盒運(yùn)動(dòng)的路程為。答案答案解析解析設(shè)滑塊的質(zhì)量為m,最終盒與滑塊的共同速度為v根據(jù)動(dòng)量守恒得:mv=(m+2m)v解得v=v設(shè)滑塊相對(duì)于盒的運(yùn)動(dòng)路程為s根據(jù)能量守恒得:mgs=mv2-(m+2m)v2解得s=4.(2018課標(biāo),25,20分)如圖,在豎直平面內(nèi),一半徑為R的光滑圓弧軌道ABC和水平軌道PA在A點(diǎn)相切,BC為圓弧軌道的直徑,O為圓心,OA和OB之間的夾角為,sin=。一質(zhì)量為m的小球沿水平軌道向右運(yùn)動(dòng),經(jīng)A點(diǎn)沿圓弧軌道通過(guò)C點(diǎn),落至水平軌道;在整個(gè)過(guò)程中,除受到重力及軌道作用力外,小球還一直受到一水
16、平恒力的作用。已知小球在C點(diǎn)所受合力的方向指向圓心,且此時(shí)小球?qū)壍赖膲毫η『脼榱?。重力加速度大小為g。求(1)水平恒力的大小和小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度的大小;(2)小球到達(dá)A點(diǎn)時(shí)動(dòng)量的大小;(3)小球從C點(diǎn)落至水平軌道所用的時(shí)間。答案答案(1)mg(2)(3)解析解析本題考查圓周運(yùn)動(dòng)、拋體運(yùn)動(dòng)、動(dòng)能定理、動(dòng)量。(1)設(shè)水平恒力的大小為F0,小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)所受合力的大小為F。由力的合成法則有=tanF2=(mg)2+設(shè)小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度大小為v,由牛頓第二定律得F=m由式和題給數(shù)據(jù)得F0=mgv=(2)設(shè)小球到達(dá)A點(diǎn)的速度大小為v1,作CDPA,交PA于D點(diǎn),由幾何關(guān)系得DA=RsinCD=R(1
17、+cos)由動(dòng)能定理有-mgCD-F0DA=mv2-m由式和題給數(shù)據(jù)得,小球在A點(diǎn)的動(dòng)量大小為p=mv1=(3)小球離開C點(diǎn)后在豎直方向上做初速度不為零的勻加速運(yùn)動(dòng),加速度大小為g。設(shè)小球在豎直方向的初速度為v,從C點(diǎn)落至水平軌道上所用時(shí)間為t。由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有vt+gt2=CDv=vsin由式和題給數(shù)據(jù)得t=5.(2018北京理綜,22,16分)2022年將在我國(guó)舉辦第二十四屆冬奧會(huì),跳臺(tái)滑雪是其中最具觀賞性的項(xiàng)目之一。某滑道示意圖如下,長(zhǎng)直助滑道AB與彎曲滑道BC平滑銜接,滑道BC高h(yuǎn)=10m,C是半徑R=20m圓弧的最低點(diǎn)。質(zhì)量m=60kg的運(yùn)動(dòng)員從A處由靜止開始勻加速下滑,加速度a=4.
18、5m/s2,到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度vB=30m/s。取重力加速度g=10m/s2。(1)求長(zhǎng)直助滑道AB的長(zhǎng)度L;(2)求運(yùn)動(dòng)員在AB段所受合外力的沖量I的大小;(3)若不計(jì)BC段的阻力,畫出運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)的受力圖,并求其所受支持力FN的大小。答案答案(1)100m(2)1800Ns(3)受力圖見解析3900N解析解析(1)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式,有L=100m(2)根據(jù)動(dòng)量定理,有I=mvB-mvA=1800Ns(3)運(yùn)動(dòng)員經(jīng)C點(diǎn)時(shí)的受力分析如圖根據(jù)動(dòng)能定理,運(yùn)動(dòng)員在BC段運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,有mgh=m-m根據(jù)牛頓第二定律,有FN-mg=m得FN=3900N一題多解一題多解運(yùn)動(dòng)員在AB段所受合外力的沖
19、量I=F合t=ma=1800Ns。6.(2015安徽理綜,22,14分)一質(zhì)量為0.5kg的小物塊放在水平地面上的A點(diǎn),距離A點(diǎn)5m的位置B處是一面墻,如圖所示。物塊以v0=9m/s的初速度從A點(diǎn)沿AB方向運(yùn)動(dòng),在與墻壁碰撞前瞬間的速度為7m/s,碰后以6m/s的速度反向運(yùn)動(dòng)直至靜止。g取10m/s2。(1)求物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù);(2)若碰撞時(shí)間為0.05s,求碰撞過(guò)程中墻面對(duì)物塊平均作用力的大小F;(3)求物塊在反向運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力所做的功W。答案答案(1)0.32(2)130N(3)9J解析解析(1)由動(dòng)能定理,有-mgs=mv2-m可得=0.32(2)由動(dòng)量定理,有Ft=mv-
20、mv可得F=130N(3)W=mv2=9J7.2015課標(biāo),35(2),10分如圖,在足夠長(zhǎng)的光滑水平面上,物體A、B、C位于同一直線上,A位于B、C之間。A的質(zhì)量為m,B、C的質(zhì)量都為M,三者均處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)使A以某一速度向右運(yùn)動(dòng),求m和M之間應(yīng)滿足什么條件,才能使A只與B、C各發(fā)生一次碰撞。設(shè)物體間的碰撞都是彈性的。答案答案(-2)MmM,第一次碰撞后,A與C速度同向,且A的速度小于C的速度,不可能與B發(fā)生碰撞;如果m=M,第一次碰撞后,A停止,C以A碰前的速度向右運(yùn)動(dòng),A不可能與B發(fā)生碰撞;所以只需考慮mM的情況。第一次碰撞后,A反向運(yùn)動(dòng)與B發(fā)生碰撞。設(shè)與B發(fā)生碰撞后,A的速度為vA2
21、,B的速度為vB1,同樣有vA2=vA1=v0根據(jù)題意,要求A只與B、C各發(fā)生一次碰撞,應(yīng)有vA2vC1聯(lián)立式得m2+4mM-M20解得m(-2)M另一解m-(+2)M舍去。所以,m和M應(yīng)滿足的條件為(-2)Mma下,上升與下降過(guò)程位移大小相等,由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度位移公式可知,v上v下,由位移公式可知t上t下。重力的沖量I=mgt,t上v下,故上升過(guò)程中合外力的沖量大于下降過(guò)程中合外力的沖量,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。故選D。解題思路解題思路物體動(dòng)量的變化等于合外力的沖量,沖量等于力與時(shí)間的乘積。3.(2017江蘇無(wú)錫期中)下列四幅圖所反映的物理過(guò)程中,系統(tǒng)動(dòng)量守恒的是()A.只有甲、乙正確B.只有丙、
22、丁正確C.只有甲、丙正確D.只有乙、丁正確考查點(diǎn)考查點(diǎn)本題考查動(dòng)量守恒條件的理解與應(yīng)用。為中等難度題。答案答案C甲中子彈和木塊組成的系統(tǒng)所受合外力為零,故動(dòng)量守恒;乙中剪斷細(xì)線時(shí),墻對(duì)系統(tǒng)有作用力,故動(dòng)量不守恒;丙中系統(tǒng)所受合外力為零,故動(dòng)量守恒;丁中斜面固定,系統(tǒng)所受合外力不為零,動(dòng)量不守恒,故只有選項(xiàng)C正確。知識(shí)鏈接知識(shí)鏈接系統(tǒng)所受合外力為零,系統(tǒng)動(dòng)量守恒。4.(2017江蘇連云港期中)如圖所示,在光滑水平面上,有一質(zhì)量為m=3kg的薄板和質(zhì)量為m=1kg的物塊,都以v=4m/s的初速度向相反方向運(yùn)動(dòng),它們之間有摩擦,薄板足夠長(zhǎng),當(dāng)薄板的速度為2.4m/s時(shí),物塊的運(yùn)動(dòng)情況是()A.做加速
23、運(yùn)動(dòng)B.做減速運(yùn)動(dòng)C.做勻速運(yùn)動(dòng)D.以上運(yùn)動(dòng)都可能答案答案A薄板足夠長(zhǎng),則最終物塊和薄板達(dá)到共同速度v,由動(dòng)量守恒定律得(取薄板運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?,mv-mv=(m+m)v,則v=m/s=2m/s,共同運(yùn)動(dòng)速度的方向與薄板初速度的方向相同。在物塊和薄板相互作用過(guò)程中,薄板一直做勻減速運(yùn)動(dòng),而物塊先沿負(fù)方向減速到0,再沿正方向加速到2m/s。當(dāng)薄板速度為v1=2.4m/s時(shí),設(shè)物塊的速度為v2,由動(dòng)量守恒定律得mv-mv=mv1+mv2,v2=0.8m/s,即此時(shí)物塊的速度方向沿正方向,故物塊正做加速運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A正確?？疾辄c(diǎn)考查點(diǎn)本題考查動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用。難度中等。解題思路解題思路物塊與薄板相
24、對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中在水平方向上不受外力,所以物塊與薄板組成的系統(tǒng)在水平方向上動(dòng)量守恒,且在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中任一時(shí)刻系統(tǒng)的總動(dòng)量都不變。5.(2018江蘇蘇州摸底)如圖所示,PQS是固定于豎直平面內(nèi)的光滑的圓形軌道,圓心O在S的正上方,在O和P兩點(diǎn)處各有一質(zhì)量為m的小物塊a和b,從同一時(shí)刻開始,a自由下落,b沿圓弧下滑,以下說(shuō)法正確的是()A.a、b在S點(diǎn)的動(dòng)量相等B.a、b在S點(diǎn)的動(dòng)量不相同C.a、b落至S點(diǎn)重力的沖量相等D.a、b落至S點(diǎn)合外力的沖量大小相等二、多項(xiàng)選擇題(每小題4分,共12分)答案答案BD根據(jù)機(jī)械能守恒定律可知,a、b在S點(diǎn)的速度大小相等,方向不同,根據(jù)p=mv知,動(dòng)量的大小相等
25、,但是方向不同,故A錯(cuò)誤,B正確;同理,在相同的高度,兩物體的速度大小相同,即速率相同,由p=mv知,a和b的動(dòng)量大小相等,由于a的路程小于b的路程,故tatb,即a比b先到達(dá)S,可知a、b落至S點(diǎn)重力的沖量不同,故C錯(cuò)誤;合外力的沖量等于動(dòng)量的變化量,a、b兩物體在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,動(dòng)量變化量的大小相等,則合外力沖量的大小相等,故D正確。解題關(guān)鍵解題關(guān)鍵動(dòng)量是矢量,等于物體的質(zhì)量和速度的乘積。要求物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,則要找出兩個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的速率大小關(guān)系:根據(jù)機(jī)械能守恒定律,相同高度處速率相同。6.(2018江蘇鹽城調(diào)研)如圖所示,質(zhì)量為m的小球從距離地面高H的A點(diǎn)由靜止開始釋放,落到地面上后又陷入泥潭
26、中,由于受到阻力作用到達(dá)距地面深度為h的B點(diǎn)時(shí)速度減為零。不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g。關(guān)于小球下落的整個(gè)過(guò)程,下列說(shuō)法中正確的有()A.小球的機(jī)械能減少了mg(H+h)B.小球克服阻力做的功為mghC.小球所受阻力的沖量大于mD.小球動(dòng)量的改變量等于所受阻力的沖量答案答案AC由動(dòng)能定理mg(H+h)-Wf=0,得Wf=mg(H+h),所以小球的機(jī)械能減少了mg(H+h),A選項(xiàng)正確,B選項(xiàng)錯(cuò)誤;小球自由下落至地面過(guò)程,機(jī)械能守恒,mgH=mv2,v=,落到地面上后又陷入泥潭中,由動(dòng)量定理IG-If=0-mv,所以If=IG+mv=IG+m,小球所受阻力的沖量大于m,所以C選項(xiàng)正確;由動(dòng)量定理
27、知小球動(dòng)量的改變量等于合外力的沖量,所以D選項(xiàng)錯(cuò)誤。命題意圖命題意圖本題考查動(dòng)能定理、動(dòng)量定理等的應(yīng)用。重在比較動(dòng)能定理與動(dòng)量定理的區(qū)別,以加深對(duì)這兩個(gè)定理的理解。7.(2017江蘇南通期中)如圖所示,輕質(zhì)彈簧的一端固定在墻上,另一端與質(zhì)量為m的物體A相連,A放在光滑水平面上,有一質(zhì)量與A相同的物體B,從高h(yuǎn)處由靜止開始沿光滑曲面滑下,與A相碰后一起將彈簧壓縮,彈簧復(fù)原過(guò)程中某時(shí)刻B與A分開且沿原曲面上升。下列說(shuō)法正確的是()A.彈簧被壓縮時(shí)所具有的最大彈性勢(shì)能為mghB.彈簧被壓縮時(shí)所具有的最大彈性勢(shì)能為C.B能達(dá)到的最大高度為D.B能達(dá)到的最大高度為答案答案BD根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得B剛到
28、達(dá)水平面的速度v0=,根據(jù)動(dòng)量守恒定律可得A與B碰撞后的速度為v=,所以彈簧被壓縮時(shí)所具有的最大彈性勢(shì)能為Epm=2mv2=mgh,即B正確;當(dāng)彈簧再次恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí),A與B將分開,B以速度v沿曲面上滑,根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得mgh=mv2,B能 達(dá) 到 的 最 大 高 度 為,即D正確?？疾辄c(diǎn)考查點(diǎn)本題考查機(jī)械能守恒定律、動(dòng)量守恒定律、彈簧的彈性勢(shì)能等內(nèi)容。難度中等。解題思路解題思路根據(jù)機(jī)械能守恒定律求B剛到水平面時(shí)的速度,根據(jù)動(dòng)量守恒定律求A與B碰撞后的速度,然后再根據(jù)機(jī)械能守恒定律求B能達(dá)到的最大高度。8.2018江蘇海安高級(jí)中學(xué)階段檢測(cè),12C(3)(6分)如圖甲所示,光滑水平面上有A、B
29、兩物塊,已知A物塊的質(zhì)量mA=1kg。初始時(shí)刻B靜止,A以一定的初速度向右運(yùn)動(dòng),之后與B發(fā)生碰撞并一起運(yùn)動(dòng),它們的位移-時(shí)間圖像如圖乙所示(規(guī)定向右為位移的正方向)。物體B的質(zhì)量為多少?A、B碰撞時(shí)間極短,圖中無(wú)法顯示,若t=0.01s,求A、B碰撞時(shí)間內(nèi)平均作用力的大小。三、非選擇題(共11分)答案答案3kg300N解析解析由圖可知,撞前vA=m/s=4m/svB=0撞后v=m/s=1m/s則由mAvA=(mA+mB)v解得:mB=3kg對(duì)B:Ft=mBv-0解得:F=300N9.2016蘇北四市一模,12C(3)(5分)光滑水平面上質(zhì)量為1kg的小球A以2.0m/s的速度與同向運(yùn)動(dòng)的速度為1.0m/s、質(zhì)量為2kg、大小相同的小球B發(fā)生正碰,碰撞后小球B以1.5m/s的速度運(yùn)動(dòng)。求:碰后A球的速度大小;碰撞過(guò)程中A、B系統(tǒng)損失的機(jī)械能。答案答案1.0m/s0.25J解析解析mAvA+mBvB=mAvA+mBvB代入數(shù)據(jù)解得:vA=1.0m/sE損=mA+mB-mAvA2-mBvB2代入數(shù)據(jù)解得:E損=0.25J考查點(diǎn)考查點(diǎn)本題考查動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用、機(jī)械能的變化等知識(shí),屬于容易題。知識(shí)鏈接知識(shí)鏈接碰撞后粘在一起共同運(yùn)動(dòng)的情況,稱之為完全非彈性碰撞,碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能最多。
物理專題十五 動(dòng)量與動(dòng)量守恒
