2022版高考物理一轮复习课后集训16动量守恒定律及其应用含解析202104071155

这是一份2022版高考物理一轮复习课后集训16动量守恒定律及其应用含解析202104071155，共7页。试卷主要包含了5 m/s，v甲＝2，5 m/s，如图所示，有一摆长为L＝0等内容，欢迎下载使用。

1.如图所示，两木块A、B用轻质弹簧连在一起，置于光滑的水平面上。一颗子弹水平射入木块A，并留在其中。在子弹打中木块A及弹簧被压缩的整个过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是( )
A．动量守恒、机械能守恒B．动量不守恒、机械能守恒
C．动量守恒、机械能不守恒D．动量、机械能都不守恒
C [在子弹射入木材A及压缩弹簧的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统，系统所受外力之和为零，系统的动量守恒；子弹射入木块A的过程中，摩擦力做负功，系统机械能不守恒。故C正确。]
2．(2021·湖北新高考适应性考试)如图所示，曲面体P静止于光滑水平面上，物块Q自P的上端静止释放。Q与P的接触面光滑，Q在P上运动的过程中，下列说法正确的是( )
A．P对Q做功为零
B．P和Q之间相互作用力做功之和为零
C．P和Q构成的系统机械能守恒、动量守恒
D．P和Q构成的系统机械能不守恒、动量守恒
B [P对Q有弹力的作用，并且在力的方向上有位移，在运动中，P会向左移动，P对Q的弹力方向垂直于接触面，与Q前后移动连线的位移夹角大于90°，所以P对Q做功不为0，故A错误；因为PQ之间的力属于系统内力，并且等大反向，两者在力的方向上发生的位移相等，所以做功之和为0，故B正确；因为系统只有系统内力和重力的作用，所以该P、Q组成的系统机械能守恒，系统水平方向上不受外力的作用，水平方向上动量守恒，但是在竖直方向上Q有加速度，即竖直方向上不守恒，故CD错误；故选B。]
3．一质量为M的航天器远离太阳和行星，正以速度v0在太空中飞行，某一时刻航天器接到加速的指令后，发动机瞬间向后喷出质量为m的气体，气体向后喷出的速度大小为v1，加速后航天器的速度大小v2等于(v0、v1、v2均为相对同一参考系的速度)( )
A．eq \f(M＋mv0－mv1,M)B．eq \f(M＋mv0＋mv1,M)
C．eq \f(Mv0＋mv1,M－m)D．eq \f(Mv0－mv1,M－m)
C [以v0的方向为正方向，由动量守恒定律有Mv0＝－mv1＋(M－m)v2，解得v2＝eq \f(Mv0＋mv1,M－m)，故选项C正确。]
4．一弹丸在飞行到距离地面5 m高时仅有水平速度v＝2 m/s，爆炸成为甲、乙两块水平飞出，甲、乙的质量比为3∶1。不计质量损失，取重力加速度g＝10 m/s2，则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是( )
A B C D
B [由h＝eq \f(1,2)gt2可知，爆炸后甲、乙两块做平抛运动的时间t＝1 s，爆炸过程中，爆炸力对沿原方向运动的一块的冲量沿运动方向，故这一块的速度必然增大，即v>2 m/s，因此水平位移大于2 m，C、D项错误；甲、乙两块在爆炸前后，水平方向不受外力，故水平方向动量守恒，即甲、乙两块的动量改变量大小相等，两块质量比为3∶1，所以速度变化量之比为1∶3，由平抛运动水平方向上x＝v0t，所以A图中，v乙＝－0.5 m/s，v甲＝2.5 m/s，Δv乙＝2.5 m/s，Δv甲＝0.5 m/s，A项错误；B图中，v乙＝0.5 m/s，v甲＝2.5 m/s，Δv乙＝1.5 m/s，Δv甲＝0.5 m/s，B项正确。]
5.(2020·山东日照校际联合质检)沿光滑水平面在同一条直线上运动的两物体A、B碰撞后以共同的速度运动，该过程的位移—时间图象如图所示。则下列说法正确的是( )
A．碰撞前后物体A的运动方向相同
B．物体A、B的质量之比为1∶2
C．碰撞后A的动能变大，B的动能减小
D．碰前物体B的动量较小
B [由题图可得，碰撞前vA＝eq \f(20－30,2) m/s＝－5 m/s，碰撞后v′A＝eq \f(20－10,2) m/s＝5 m/s，则碰撞前后物体A的运动方向相反，故A错误；由题图可得，碰撞前vB＝eq \f(20－0,2) m/s＝10 m/s，根据动量守恒定律得mAvA＋mBvB＝(mA＋mB)v′A，代入数据得mA∶mB＝1∶2，故B正确；碰撞前后物体A速度大小相等，则碰撞后物体A的动能不变，故C错误；碰前物体A、B速度方向相反，碰后物体A、B速度方向与物体B碰前速度方向相同，则碰前物体B的动量较大，故D错误。]
6．(2020·河北邯郸一中第五次月考)在沈海高速公路上发生一起交通事故，一辆质量为1.5×104 kg向南行驶的长途客车迎面撞上了一质量为2.0×104 kg向北行驶的货车，碰后两辆车连在一起，并向北滑行了一小段距离后停止。根据测速仪的测定，两车碰撞前长途客车以108 km/h的速度行驶，由此可判断货车碰撞前的行驶速度大小为( )
A．大于10 m/sB．小于22.5 m/s
C．一定大于22.5 m/sD．一定大于30 m/s
C [碰撞前长途客车的速度v1＝108 km/h＝30 m/s，根据碰后两辆车连在一起且向北滑行的情况，可知由两车组成的系统的总动量方向向北，所以碰前客车的动量p1＝m1v1(向南)应该小于货车的动量p2＝m2v2(向北)，即m1v13m。
[答案] (1)2eq \r(\f(gh,3)) (2)M>3m
11．(2021·广东新高考适应性考试)如图所示，固定的粗糙斜面，倾角θ＝30°，斜面底端O处固定一个垂直斜面的弹性挡板。在斜面上P、Q两点有材质相同、质量均为m的滑块A和B，A和B恰好能静止，且均可视为质点，Q到O的距离是L，Q到P的距离是kL(k>0)。现始终给A施加一个大小为F＝mg、方向沿斜面向下的力，A开始运动，g为重力加速度。设A、B之间以及B与挡板之间的碰撞时间极短，且无机械能损失，滑块与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：
(1)A、B第一次碰撞后瞬间它们的速率分别为多少；
(2)A、B第一次碰撞与第二次碰撞之间的时间。
[解析] (1)A和B恰好能静止则表明
mgsin θ＝μmgcs θ
当给A施加一个大小为F＝mg、方向沿斜面向下的力，A开始运动，由牛顿第二定律可知F＝mg＝ma
解得a＝g
A碰前的速度为veq \\al(2,1)＝2gkL
A与B发生弹性碰撞，由动量守恒可知
mv1＝mv2＋mv′1
由能量守恒可知
eq \f(1,2)mveq \\al(2,1)＝eq \f(1,2)mveq \\al(2,2)＋eq \f(1,2)mv′eq \\al(2,1)
解得：v′1＝0，v2＝eq \r(2gkL)。
(2)碰后B运动到底端所用时间为t1＝eq \f(L,v2)＝eq \r(\f(L,2gk))
A运动到底端所用时间为t2＝eq \r(\f(2L,g))
若t1＝t2
解得：k＝eq \f(1,4)
当keq \f(1,4)时A与B反向相撞(即B先与挡板碰撞反向后与A发生第二次碰撞), 碰后B匀速运动，运动到底端的时间为t1＝eq \f(L,v2)＝eq \r(\f(L,2gk))
B与挡板碰后原速率返回mgsin θ＋μmgcs θ＝ma′
解得：a′＝g
有相对运动可知：
L－eq \f(1,2)gteq \\al(2,1)＝(eq \r(2gkL)－gt1)(t－t1)
解得：t＝eq \r(\f(L,2gk))＋eq \f(4k－1L,4k)eq \r(\f(2k,gL4k2－1))。
[答案] (1)0 eq \r(2gkL) (2)当keq \f(1,4)时t＝eq \r(\f(L,2gk))＋eq \f(4k－1L,4k)eq \r(\f(2k,gL4k2－1))