《2020版高考物理二輪復習 第一部分 專題復習訓練 2-5 動量定理、動量守恒定律真題對點練(含解析)》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2020版高考物理二輪復習 第一部分 專題復習訓練 2-5 動量定理、動量守恒定律真題對點練(含解析)(6頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、動量定理、動量守恒定律
1.(2017年高考·課標全國卷Ⅲ)(多選)一質(zhì)量為2 kg的物塊在合外力F的作用下從靜止開始沿直線運動.F隨時間t變化的圖線如圖2—5—12所示,則( )
圖2—5—12
A.t=1 s時物塊的速率為1 m/s
B.t=2 s時物塊的動量大小為4 kg·m/s
C.t=3 s時物塊的動量大小為5 kg·m/s
D.t=4 s時物塊的速度為零
解析:設(shè)t=1 s時物塊的速率為v1,由動量定理得Ft=mv1,得v1=1 m/s,A項正確.t=2 s時動量p2=2×2 kg·m/s=4 kg·m/s,B項正確.t=3 s時的動量p3=2×2 kg·m/s
2、-1-1 kg·m/s=3 kg·m/s,C項錯誤.t=4 s時物塊速度v4== m/s=1 m/s,故D項錯誤.
答案:AB
2.(2017年高考·課標全國卷Ⅰ)將質(zhì)量為1.00 kg的模型火箭點火升空,50 g燃燒的燃氣以大小為600 m/s的速度從火箭噴口在很短時間內(nèi)噴出.在燃氣噴出后的瞬間,火箭的動量大小為(噴出過程中重力和空氣阻力可忽略)( )
A.30 kg·m/s B.5.7×102 kg·m/s
C.6.0×102 kg·m/s D.6.3×102 kg·m/s
解析:燃氣從火箭噴口噴出的瞬間,火箭和燃氣組成的系統(tǒng)動量守恒,設(shè)燃氣噴出后的瞬間,火
3、箭的動量大小為p,根據(jù)動量守恒定律,可得p=mv0=0.050×600 kg·m/s=30 kg·m/s,選項A正確.
答案:A
3.(2019年高考·課標全國卷Ⅰ)最近,我國為“長征九號”研制的大推力新型火箭發(fā)動機聯(lián)試成功,這標志著我國重型運載火箭的研發(fā)取得突破性進展.若某次實驗中該發(fā)動機向后噴射的氣體速度約為3 km/s,產(chǎn)生的推力約為4.8×106 N,則它在1 s時間內(nèi)噴射的氣體質(zhì)量約為( )
A.1.6×102 kg B.1.6×103 kg
C.1.6×105 kg D.1.6×106 kg
解析:設(shè)該發(fā)動機在t s時間內(nèi),噴射出的氣體質(zhì)量為m,根據(jù)動量定理
4、,F(xiàn)t=mv,可知,在1 s內(nèi)噴射出的氣體質(zhì)量m0=== kg=1.6×103 kg,故本題選B.
答案:B
4.(2018年高考·課標全國卷Ⅱ)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,立即采取制動措施,但仍然撞上了汽車B.兩車碰撞時和兩車都完全停止后的位置如圖2—5—13所示,碰撞后B車向前滑動了4.5 m,A車向前滑動了2.0 m.已知A和B的質(zhì)量分別為2.0×103 kg和1.5×103 kg,兩車與該冰雪路面間的動摩擦因數(shù)均為0.10,兩車碰撞時間極短,在碰撞后車輪均沒有滾動,重力加速度大小g=10 m/s2.求:
圖2—5—13
(1)碰撞后的瞬間B車速
5、度的大??;
(2)碰撞前的瞬間A車速度的大?。?
解:(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μmBg=mBaB①
式中μ是汽車與路面間的動摩擦因數(shù).
設(shè)碰撞后瞬間B車速度的大小為vB′,碰撞后滑行的距離為sB,由運動學公式有
vB′2=2aBsB②
聯(lián)立①②式并利用題給數(shù)據(jù)得
vB′=3.0 m/s③
(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μmAg=mAaA④
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,由運動學公式有
vA′2=2aAsA⑤
設(shè)碰撞前的瞬間A車速度的大小為vA.兩車在碰撞過程中動量
6、守恒,有
mAvA=mAvA′+mBvB′⑥
聯(lián)立③④⑤⑥式并利用題給數(shù)據(jù)得
vA=4.3 m/s⑦
5.(2019年高考·課標全國卷Ⅲ)靜止在水平地面上的兩小物塊A、B,質(zhì)量分別為mA=1.0 kg,mB=4.0 kg;兩者之間有一被壓縮的微型彈簧,A與其右側(cè)的豎直墻壁距離l=1.0 m,如圖2-5-14所示.某時刻,將壓縮的微型彈簧釋放,使A、B瞬間分離,兩物塊獲得的動能之和為Ek=10.0 J.釋放后,A沿著與墻壁垂直的方向向右運動.A、B與地面之間的動摩擦因數(shù)均為u=0.20.重力加速度取g=10 m/s2.A、B運動過程中所涉及的碰撞均為彈性碰撞且碰撞時間極短.
圖2-
7、5-14
(1)求彈簧釋放后瞬間A、B速度的大小;
(2)物塊A、B中的哪一個先停止?該物塊剛停止時A與B之間的距離是多少?
(3)A和B都停止后,A與B之間的距離是多少?
解:(1)設(shè)彈簧釋放瞬間A和B的速度大小分別為vA、vB,以向右為正,由動量守恒定律和題給條件有
0=mAvA-mBvB①
Ek=mAvA2+mBvB2②
聯(lián)立①②式并代入題給數(shù)據(jù)得
vA=4.0 m/s,vB=1.0 m/s
(2)A、B兩物塊與地面間的動摩擦因數(shù)相等,因而兩者滑動時加速度大小相等,設(shè)為a.假設(shè)A和B發(fā)生碰撞前,已經(jīng)有一個物塊停止,此物塊應為彈簧釋放后速度較小的B.設(shè)從彈簧釋放到B停止所
8、需時間為t,B向左運動的路程為sB,則有
mBa=μmBg④
sB=vBt-at2⑤
vB-at=0⑥
在時間t內(nèi),A可能與墻發(fā)生彈性碰撞,碰撞后A將向左運動,碰撞并不改變A的速度大小,所以無論此碰撞是否發(fā)生,A在時間t內(nèi)的路程SA都可表示為
sA=vAt-at2⑦
聯(lián)立③④⑤⑥⑦式并代入題給數(shù)據(jù)得
sA=1.75 m,sB=0.25 m⑧
這表明在時間t內(nèi)A已與墻壁發(fā)生碰撞,但沒有與B發(fā)生碰撞,此時A位于出發(fā)點右邊0.25 m處.B位于出發(fā)點左邊0.25 m處,兩物塊之間的距離s為
s=0.25 m+0.25 m=0.50 m⑨
(3)t時刻后A將繼續(xù)向左運動,假設(shè)它能與
9、靜止的B碰撞,碰撞時速度的大小為vA′,由動能定理有
mAv′A2-mAvA2=-μmAg(2l+sB)⑩
聯(lián)立③⑧⑩式并代入題給數(shù)據(jù)得
v′A= m/s?
故A與B將發(fā)生碰撞.設(shè)碰撞后A、B的速度分別為vA″和vB″,由動量守恒定律與機械能守恒定律有
mA(-vA′)=mAvA″+mBvB″?
mAvA′2=mAvA″2+mBvB″2?
聯(lián)立???式并代入題給數(shù)據(jù)得
vA″= m/s,vB″=- m/s?
這表明碰撞后A將向右運動,B繼續(xù)向左運動.設(shè)碰撞后A向右運動距離為sA′時停止,B向左運動距離為sB′時停止,由運動學公式
2asA′=vA″2,2asB′=vB″2?
由④??式及題給數(shù)據(jù)得
sA′=0.63 m,sB′=0.28 m?
sA′小于碰撞處到墻壁的距離.
由上式可得兩物塊停止后的距離
s′=sA′+sB′=0.91 m?
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