2019版高中物理二轮专题复习课时跟踪训练7:碰撞与动量守恒(含解析)
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1、课时跟踪训练( 七)一、选择题(15 题为单项选择题,610 题为多项选择题)1光滑水平面上有两个小球,在同一直线上相向运动,它们的动量大小相等,则两球碰撞后,下列说法正确的是( )A两球可能沿同一方向运动B两个球可能一个静止,一个运动C若两球均运动,则质量大的球动量一定小D若两球均运动,则质量大的球动能一定小D 由题可知,两球沿同一直线相向运动,动量大小相等,因此系统的总动量为零,碰撞过程系统的总动量守恒,因此碰撞后系统的总动量仍为零,因此两球不可能沿同一方向运动,也不可能一个静止,一个运动,A 、B 项错误;若两球均运动,根据动量守恒定律可知,两球一定沿相反方向运动,且动量等大反向,即 m
2、1v1m 2v2,由此可以判断,质量大的球的动量与质量小的球动量大小相等,C 项错误;由 Ek 可知,质量大的,动能小,D 项正确p22m2(2018山东省青岛市高三统一质检)如图,连接有轻弹簧的物块 a 静止于光滑水平面上,物块 b 以一定初速度向左运动下列关于 a、b 两物块的动量 p随时间 t 的变化关系图象,不合理的是( )A 物块 b 以一定初速度向左运动与连接有轻弹簧的静止物块 a 相碰,中间弹簧先被压缩后又恢复原长,则弹力在碰撞过程中先变大后变小,两物块动量的变化率先变大后变小故 A 项不合理本题选不合理的,答案是 A.3(2018陕西省安康市高三质检(五) 如图所示,一对杂技演
3、员 (都视为质点) 荡秋千( 秋千绳处于水平位置),秋千一端固定在离地面高为 H 的 O 点,秋千的长度可调节改变秋千的长度,杂技演员每次都从 A 点(与 O)由静止出发绕 O 点下摆,当摆到最低点 B 时,女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出,然后自己刚好能回到 A 处已知男演员质量为 2m 和女演员质量为 m,秋千的质量不计,空气阻力忽略不计,则男演员落地点 C 与 O 点的水平距离 x 的最大值是( )A. BHH2C. D2H3H2D 两杂技演员从 A 点下摆到 B 点,只有重力做功,机械能守恒设二者到达 B 点的速度大小为 v0,则由机械能守恒定律有: (m2m )gR (m2m
4、)12v ,演员相互作用,沿水平方向动量守恒设作用后女、男演员的速度大小分20别为 v1、v 2,所以有(m2m)v 02mv 2mv 1.女演员上摆到 A 点的过程中机械能守恒,因此有 mgR mv .男演员自 B 点平抛,有:x v 2t.运动时间 t 可由竖直12 21方向的自由落体运动出得 HR gt2,联立以上各式,可解得 x4 ,12 H RR当秋千的长度 R 时,男演员落地点 C 与 O 点的水平距离最大为 x2H ,故H2D 正确;A、B、C 错误4(2018高考物理全真模拟卷一)如图所示,AB 两小球静止在光滑水平面上,用轻弹簧相连接,A 球的质量小于 B 球的质量若用锤子敲
5、击 A 球使 A 得到 v 的速度,弹簧压缩到最短时的长度为 L1;若用锤子敲击 B 球使 B 得到 v 的速度,弹簧压缩到最短时的长度为 L2,则 L1 与 L2 的大小关系为( )AL 1L2 BL 1L2CL 1L 2 D不能确定C 若用锤子敲击 A 球,两球组成的系统动量守恒,当弹簧最短时,两者的共速,则 mAv(m Am b)v,解得 v ,弹性势能最大,最大为mAvmA mBEp mAv2 (mAm B)v 2 ;若用锥子敲击 B 球,同理可得12 12 mAmBv22mA mBmBv(m Am B)v,解得 v ,弹性势能最大为mBvmA mBEp mBv2 (mAm B)v 2
6、 ,即两种情况下弹簧压缩最短时,弹12 12 mAmBv22mA mB性势能相等,故 L1L 2, C 正确5如图所示,在粗糙水平面上,用水平轻绳(绳子的长度不计)相连的两个相同的物体 P、Q 质量均为 m,在水平恒力 F 作用下以速度 v 做匀速运动在t0 时轻绳断开,Q 在 F 作用下继续前进,则下列说法正确的是 ( )At0 至 t 时间内,P、Q 的总动量不守恒3mv2FBt 0 至 t 时间内,P、Q 的总动量守恒3mvFCt 时,Q 的动量为 mv5mv2F 52Dt 时,P、Q 两点的距离2mvF 2mv2FD 设 P、Q 受到的滑动摩擦力都为 F,断开前两物体做匀速直线运动,根
7、据平衡条件得:F2f,设 P 经过时间 t 速度为零,对 P 由动量定理得:ft 0mv,解得:t ;由此可知,在剪断细线前,两木块在水平地面上2mvF向右做匀速直线运动以 PQ 为系统,绳子上的力属于系统的内力,系统所受合力为零;在剪断细线后,物体 P 停止运动以前,两物体受到的摩擦力不变,两木块组成的系统的合力仍为零,则系统的总动量守恒,故在 t0 至 t 的2mvF时间内 P、Q 的总动量守恒,在 t 后,P 停止运动,Q 做匀加速直线运动,2mvF故两木块组成的系统的合力不为零,故 P、Q 的总动量不守恒,故 AB 错误;当 t 时,对 Q 由动量定理得:Ftftp Qm v,代入 f
8、 ,t ,解5mv2F F2 5mv2F得:p Q mv,故 C 错误;当 t 时,对 Q 由动量定理得:94 2mvFFtft mv 2mv,代入 f ,t ,解得 v22v,由动能定理得:F2 2mvFFx2fx 2 mv mv2;对 P 由动量定理得:ftm v1m v,代入 f ,t12 2 12 F2,解得 v10,由动能定理得:fx 1 mv mv2,解得 xx 2x 12mvF 12 21 12,故 D 正确2mv2F6(2018安徽省芜湖市高三下调研)在地面上以大小为 v1 的初速度竖直向上抛出一质量为 m 的皮球,皮球落地时速度大小为 v2.若皮球运动过程中所受空气阻力的大小
9、与其速率成正比,重力加速度为 g.下列判断正确的是( )A皮球上升的最大高度为v212gB皮球从抛出到落地过程中克服阻力做的功为 mv mv12 21 12 2C皮球上升过程经历的时间为v1gD皮球从抛出到落地经历的时间为v1 v2gBD 减速上升的过程中受重力、阻力作用,故加速度大于 g,则上升的高度小于 ,上升的时间小于 ,故 AC 错误;皮球从抛出到落地过程中重力不v212g v1g做功,根据动能定理得克服阻力做功为 Wf mv mv ,故 B 正确;用动量12 21 12 2定理,结合数学知识,假设向下为正方向,设上升阶段的平均速度为 v,则:mgt1kvt 1 mv1,由于平均速度乘
10、以时间等于上升的高度,故有:hvt 1,即:mgt1khm v1同理,设上升阶段的平均速度为 v,则下降过程mgt2kvt 2m v2,即: mgt2kh mv 2,由得:mg(t 1t 2)m(v 1v 2),解得:tt 1t 2 ,故 D 正确;故选 B、D.v1 v2g7(2018山西太原市高三质检)如图所示,金属杆 AB 在离地 h3.2 m,高处从静止开始沿弧形轨道下滑,导轨平行的水平部分有竖直向上的匀强磁场,水平部分导轨上原来放有一根静止金属杆 CD,已知杆 AB 的质量为 m12 kg,电阻为 R110 ,杆 CD 的质量为 m20.5 kg,电阻为 R230 ,其余电阻不计,水
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