【物理】2020二轮复习动量守恒定律及其综合应用非选择题特训练习（解析版）

【物理】2020二轮复习动量守恒定律及其综合应用非选择题特训练习（解析版）

‎2020届高考物理二轮复习非选择题特训练习（6）‎ 动量守恒定律及其综合应用 ‎1、如图所示，质量为的木板A静止在光滑水平面上，一质量为的小物块B以某一初速度从A的左端向右运动，当：A向右运动的路程为L＝0．5m时，B的速度为 ‎，此时A的右端与固定竖直挡板相距x，已知木板A足够长（保证B始终不从A上掉下来），A与挡板碰撞无机械能损失，A、B之间动摩擦因数为，g取:‎ ‎（1）求B的初速度值：‎ ‎（2）当x满足什么条件时，A与竖直挡板只能发生一次碰撞？‎ ‎2、如图所示,水平地面上有三个静止的小物块质量均为m=2kg,相距均为=5m,物块与地面间的动摩擦因数均为μ=0.25。对A施加一水平向右的恒力F=10N,此后每次碰撞后物块都粘在一起运动。设碰撞时间极短,重力加速度g取10m/s2。求:‎ ‎1.物块A与B碰撞后瞬间的速度;‎ ‎2.物块A、B与C碰撞后一起在地面上运动时,由于摩擦所产生的热量。‎ ‎3、如图所示，一质量m1＝0.45 kg的平板小车静止在光滑的水平轨道上。车顶右端放一质量m2＝0.5 kg的小物块，小物块可视为质点，小物块与小车上表面之间的动摩擦因数μ＝0.5。现有一质量m0＝0.05kg的子弹以v0＝100m/s的水平速度射中小车左端，并留在车中，子弹与车相互作用时间很短。g取10 m/s2，求：‎ ‎(1)子弹刚刚射入小车时，小车的速度大小v1；‎ ‎(2)要使小物块不脱离小车，小车的长度至少为多少？‎ ‎4、如图所示,质量为m、半径为R、内壁光滑的半圆槽置于光滑水平面上,其左侧紧靠竖直墙,右侧紧靠一质量为m的小滑块。将一质量为2m的小球自左侧槽口A的正上方某一位置由静止开始释放,由圆弧槽左端A点进入槽内,小球刚好能到达槽右端C点,重力加速度为g,求:‎ ‎1.小球开始下落时距A的高度h;‎ ‎2.小球从开始下落到槽最低点B的过程中,墙壁对槽的冲量;‎ ‎3.小滑块离开槽时的速度大小.‎ ‎5、如图所示，质量m=1kg的小物块静止放置在固定水平台的最左端，质量2kg的小车左端紧靠平台静置在光滑水平地面上，平台、小车的长度均为0.6m。现对小物块施加一水平向右的恒力F，使小物块开始运动，当小物块到达平台最右端时撤去恒力F，小物块刚好能够到达小车的右端。小物块大小不计，与平台间、小车间的动摩擦因数均为0.5,重力加速度g取10，水平面足够长，求:‎ ‎1.小物块离开平台时速度的大小；‎ ‎2.水平恒力F对小物块冲量的大小。‎ ‎6、如图所示,滑块A、B静止于光滑水平桌面上,B的上表面水平且足够长, 其左端放置一滑块C,B、C间的动摩擦因数为μ(数值较小),A、B由不可伸长的轻绳连接,绳子处于松弛状现在突然给C 一个向右的速度,让C在B上滑动,当C的速度为时,绳子刚好伸直,接着绳子被瞬间拉断,绳子拉断时B的速度为.已知A、B、C的质置量分别为2m、3m、m。求:‎ ‎1.从C获得速度开始经过多长时间绳子刚好伸直;‎ ‎2.从C获得速度开始到细绳被拉断的过程中整个系统损失的机械能。‎ ‎7、如图所示,AB为倾角θ=37°的光滑倾斜轨道,通过一小段光滑圆弧与光滑水平轨道BC相连接,质量为m2的小球乙静止在水平轨道上,此时小球乙与倾斜轨道底端的距离d ‎=2m.质量为m1的小球甲以某一未知速度v0与乙球发生弹性正碰,使乙球获得6m/s的速度.若m1:m2=1:2,且轨道足够长,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:‎ ‎1.第二次碰撞前小球乙在倾斜轨道上运动的时间;‎ ‎2.两球发生第二次碰撞时的位置到倾斜轨道底端B的距离.‎ ‎8、如图所示,半径为R的1/4固定圆弧轨道竖直放置,下端与水平地面在P点相切,水平地面上静止一质量为m2=2m的物体,其左端固定有劲度系数为k的轻弹簧,Q点为弹簧处丁原长时的左端点,已知PQ=R,物块与水平地面PQ间的动摩擦因数为μ=0.4,Q点右侧光滑。现有一质量为m1=m的物块(可视为质点)从圆弧轨道的最高点由静止开始下滑,当m2固定时,m1向右运动压缩弹簧后被弹簧弹回,向左运动停止在PQ的中点,已知重力加速度为g。‎ ‎（1）求m1从圆弧轨道上下滑过程中克服摩擦力所做的功 （2）m2不固定时,求弹簧的最大弹性势能 ‎（3）求m2不固定时,m最终停止的位置 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 答案以及解析 ‎1答案及解析：‎ 答案：（1）假设B的速度从减为时，A一直加速到 ，以A为研究对象，由动能定理    代入数据解得：，故假设成立 在A向右运动路程L=0.5m的过程中，A、B系统动量守恒 联立①②解得 （2）设A、B与挡板碰前瞬间的速度分别为，由动量守恒定律：   以A为研究对象，由动能定理 由于A与挡板碰撞无机械能损失，故A与挡板碰后瞬间的速度大小为，碰后系统总动量不再向右时，A与竖直挡板只能发生一次碰撞，即 联立③④⑤解得  ‎ 解析：‎ ‎ ‎ ‎2答案及解析：‎ 答案：1.2.5m/s,方向水平向右; 2.25J 解析：1.A做匀加速运动的加速度为 A与B碰撞前的速度为 A、B碰撞时动量守恒,由动量守恒定律有mv1=2mv2‎ 解得v2=2.5m/s,方向水平向右。 2.A、B碰后,加速度为,‎ 所以A、B碰后一起做匀速直线运动。‎ A、B与C碰撞时动量守恒,由动量守恒定律有,‎ 匀减速向右运动的位移为,‎ 由于摩擦所产生的热量为。‎ ‎ ‎ ‎3答案及解析：‎ 答案：(1)子弹射入小车的过程中，子弹与小车组成的系统动量守恒，由动量守恒定律得m0v0＝(m0＋m1)v1‎ 解得v1＝10 m/s ‎(2)子弹、小车、小物块组成的系统动量守恒，设当小物块与车共速时，共同速度为v2，两者相对位移大小为L，由动量守恒定律和动能定理有：‎ ‎(m0＋m1)v1＝(m0＋m1＋m2)v2‎ μm2gL＝(m0＋m1)v12－(m0＋m1＋m2)v22‎ 解得L＝5m 故要使小物块不脱离小车，小车的长度至少为5m。‎ 解析：‎ ‎ ‎ ‎4答案及解析：‎ 答案：1.R; 2.4m     ,方向水平 3. ‎ 解析：1.设小球第一次运动到槽最低点B时的速度为vB,小球从开始释放到运动到B的过程中,有,小球运动到C点时,设小球、半圆槽和小滑块组成的系统的共同速度为v共,小球从B到C点,有,2mvB=(2m+m+m)v共,解得h=R, ; 2.对小球、半圆槽和小滑块组成的系统,从小球开始下落到小球运动到B点的构成中,在水平方向由动量定理得,解得,方向水平向右; 3.对小球、半圆槽和小滑块组成的系统,从小球由C点至第二次到B点的过程中,有4mv共=2mv'B+2mv槽,,解得v'B=0,v槽=,‎ 小球第二次到B点后,小滑块离开槽而向右做匀速直线运动,速度为v槽=。‎ ‎ ‎ ‎5答案及解析：‎ 答案：1.设撤去水平外力时小车的速度大小为，小物块和小车的共同速度大小为。从撤去恒力到小物块到达小车右端过程，对小物块和小车系统：‎ 动量守恒：‎ 能量守恒：‎ 联立以上两式并代入数据得：=3 m/s ‎2.设水平外力对小物块的冲量大小为I，小物块在平台上运动的时间为t。小物块在平台上运动过程，对小物块：‎ 动量定理：‎ 运动学规律：‎ 联立以上两式并代入数据得：‎ 解析： ‎ ‎ ‎ ‎6答案及解析：‎ 答案：1 2. ‎ 解析：1.从C获得速度v0到绳子拉直的过程中,根据动量定理得: ,解得 2.设绳子刚拉直时B的速度,对B、C组成的系统,由动量守恒定律得: ,解得 绳子拉断的过程中,A、B组成的系统动量守恒,根据动量守恒定律得: ,解得,整个过程中,根据能量守恒定律得: .‎ ‎7答案及解析：‎ 答案：1.2s; 2.18m 解析：1.小球乙在倾斜轨道上运动,由牛顿第二定律有m2gsin37°=m2a①‎ 设小球乙在倾斜轨道上向上运动的时间为t,t'=2t②‎ 联立解得t'=2s③。 2.两球第一次发生弹性正碰时,以水平向左为正方向,根据动量守恒定律和动能定理有 m1v0=m1v1+m2v2④‎ ‎⑤‎ 联立解得v1=-3m/s,负号表示方向向左。‎ 设发生第二次碰撞时的位置到倾斜轨道底端B的距离为L,则在两次碰撞之间的时间内,甲在水平轨道上运动的路程为(L-d),乙在水平轨道上运动的路程为(L+d),则⑥‎ 解得L=18m。‎ ‎ ‎ ‎8答案及解析：‎ 答案：（1）m1从圆弧轨道由静止下滑到停在PQ的中点过程中,克服摩擦力所做的功为W克f ‎ 由动能定理得 ‎ 解得克服摩擦力所做的功 （2）设m1从圆弧轨道由静止下滑至Q点时速度为v0, 由动能定理得 ‎ 解得 ‎ 当弹簧有最大弹性势能时,m1和m2具有相同速度,设为v,则有 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 解得弹簧的最大弹性势能 （3）设m1与弹簧分离时,m1和m2的速度分别为v1和v2, 则有 ‎    ‎ 解得: 负号表示方向向左 设最终停在Q点左侧x处,由动能定理得 解得,即最终停在Q点左侧处 解析：‎ ‎ ‎