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11-19年高考物理真题分专题汇编之专题024.动量守恒定律

1、第24节 动量守恒定律1.2012年物理上海卷22(A组)A、B两物体在光滑水平地面上沿一直线相向而行,A质量为5kg,速度大小为10m/s,B质量为2kg,速度大小为5m/s,它们的总动量大小为_kgm/s;两者碰撞后,A沿原方向运动,速度大小为4m/s,则B的速度大小为_m/s。答案: 40; 10,解析:总动量 ;碰撞过程中满足动量守恒,代入数据可得: vB=10m/s2.2011年上海卷22A.光滑水平面上两小球a、b用不可伸长的松弛细绳相连。开始时a球静止,b球以一定速度运动直至绳被拉紧,然后两球一起运动,在此过程中两球的总动量 (填“守恒”或“不守恒”);机械能 (填“守恒”或“不

2、守恒”)。答案:守恒,不守恒。解析:本题考查动量守恒定律及机械能守恒定律。两球在光滑水平地面上,外力和为零,故系统的总动量守恒。由于绳子在瞬间绷紧,系统的动能将有一部分转化为热量,故机械能不守恒。3. 2013年上海卷22A质量为M的物块静止在光滑水平桌面上,质量为m的子弹以水平速度v0射入物块后,以水平速度2v0/3射出。则物块的速度为 ,此过程中损失的机械能为 。答案: , 解析:由动量守恒定律,m v0=m2v0/3+Mv,解得v=.由能量守恒定律,此过程中损失的机械能为E= m v02-m(2v0/3)2+Mv2= m v02 -m2 v02。4.2015年上海卷22A两小孩在冰面上乘

3、坐“碰碰车”相向运动。A车总质量为50kg,以2m/s的速度向右运动;B车总质量为70kg,以3m/s的速度向左运动。碰撞后,A以1.5m/s的速度向左运动,则B的速度大小为_m/s,方向向_(选填“左”或“右”)。答案:0.5;左解析:规定向右为正方向,由动量守恒定律得,解得vB= -0.5m/s 所以B的速度大小为0.5m/s,方向向左。5.2017年新课标I卷14将质量为1.00kg的模型火箭点火升空,50g燃烧的燃气以大小为600 m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。在燃气喷出后的瞬间,火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)A30kgm/s B5.7102 kgm/s

4、C6.0102 kgm/s D6.3102 kgm/s【答案】A【解析】设火箭的质量为m1,燃气的质量为m2,根据动量守恒,m1v1=m2v2,解得火箭的动量为:P=m2v2=m1v1=30 kgm/s,所以A正确;BCD错误。6. 2016年上海卷22A.如图,粗糙水平面上,两物体A、B以轻绳相连,在恒力F作用下做匀速运动。某时刻轻绳断开,A在F牵引下继续前进,B最后静止。则在B静止前,A和B组成的系统动量_(选填:“守恒”或“不守恒“)。在B静止后,A和B组成的系统动量 。(选填:“守恒”或“不守恒“)ABF【答案】守恒; 不守恒【解析】轻绳断开前,A、B做匀速运动,系统受到的拉力F和摩擦

5、力平衡,合外力等于零,即,所以系统动量守恒;当轻绳断开B静止之前,A、B系统的受力情况不变,即,所以系统的动量依然守恒;当B静止后,系统的受力情况发生改变,即,系统合外力不等于零,系统动量不守恒。7.2016年天津卷ABv9、(1)如图所示,方盒A静止在光滑的水平面上,盒内有一个小滑块B,盒的质量是滑块质量的2倍,滑块与盒内水平面间的动摩擦因数为;若滑块以速度v开始向左运动,与盒的左右壁发生无机械能损失的碰撞,滑块在盒中来回运动多次,最终相对于盒静止,则此时盒的速度大小为 ;滑块相对于盒运动的路程为 。【答案】 【解析】设滑块质量为m,则盒子的质量为2m;对整个过程,由动量守恒定律可得:mv=

6、3mv共解得v共=由能量关系可知:解得:8.2014年理综重庆卷5m2.5m0.5mB甲乙O5m2m1mC甲乙O5m2.5m0.5mA甲乙O5m2m1mD乙甲O4一弹丸在飞行到距离地面5m高时仅有水平速度v=2m/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=10m/s2。则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是【答案】B【解析】弹丸水平飞行爆炸时,在水平方向系统动量守恒,设m乙=m,则m甲=3m,故爆炸前水平方向总动量P=(3m+m)v=8m。而爆炸后两弹片做平抛运动,由平抛运动规律: 选项A中:v甲=2.5m/s,v乙=0.5m/s(向左),P =3

7、m2.5+m(-0.5)=7m,不满足动量守恒,A错误;选项B中:v甲=2.5m/s,v乙=0.5m/s,P =3m2.5+m0.5=8m,满足动量守恒,B正确;选项C中:v甲=2m/s,v乙=1m/s,P =3m2+m1=7m,不满足动量守恒,C错误;选项D中:v甲=2m/s,v乙=1m/s(向左),P =3m2+m(-1)=5m,不满足动量守恒,D错误。9.2012年理综重庆卷Ovtv02v0v1.5v0OtAv0OvtCv0OvtDv00.5v017质量为m的人站在质量为2m的平板小车上,以共同的速度在水平地面上沿直线前行,车受地面阻力的大小与车对地面压力的大小成正比。当车速为v0时,人

8、从车上以相对于地面大小为v0的速度水平向后跳下。跳离瞬间地面阻力的冲量忽略不计,则能正确表示车运动的vt图象为答:B解析:人与平板小车以共同的速度在水平地面上沿直线前行,由于受到阻力作用,做减速直线运动;当车速为v0时,人从车上以相对于地面大小为v0的速度水平向后跳下瞬间,系统动量守恒,(m+2m)v0= -m v0+2mv,解得v=2 v0。人跳离后车向前做减速直线运动,直到停止,所以能正确表示车运动的vt图象为B。10. 2012年理综天津卷10(16分)、如图所示,水平地面上固定有高为h的平台,台面上固定有光滑坡道,坡道顶端距台面高也为h,坡道底端与台面相切。小球A从坡道顶端由静止开始滑

9、下,到达水平光滑的台面后与静止在台面上的小球B发生碰撞,并粘连在一起,共同沿台面滑行并从台面边缘飞出,落地点与飞出点的水平距离恰好为台高的一半。两球均可视为质点,忽略空气阻力,重力加速度为g。求hBAh(1)小球A刚滑至水平台面的速度vA(2)A、B两球的质量之比mA:mB解析:(1)小球A在坡道上只有重力做功机械能守恒,有 解得 (2)小球A、B在光滑台面上发生碰撞粘在一起速度为v,根据系统动量守恒得 离开平台后做平抛运动,在竖直方向有 在水平方向有 联立化简得 11. 2014年理综北京卷BAOR22.(16分)如图所示,竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切,小滑块A和B分别静止

10、在圆弧轨道的最高点和最低点。现将A无初速度释放,A与B碰撞后结合为一个整体,并沿桌面滑动。已知圆弧轨道光滑,半径R=0.2m;A和B的质量相等;A和B整体与桌面之间的动摩擦因数=0.2。取重力加速度g=10m/s2。求:(1) 碰撞前瞬间A的速率v;(2) 碰撞后瞬间A和B整体的速率v ; (3) A和B整体在桌面上滑动的距离l.【答案】(1)2m/s (2)1 m/s (3)0.25m【解析】(1)滑块从圆弧最高点滑到最低点的过程中,根据机械能守恒定律,有(2)滑块A与B碰撞,根据动量守恒定律,有(3)滑块A与B粘在一起滑行,根据动能定理,有12. 2011年理综四川卷23(6分)随着机动车

11、数量的增加,交通安全问题日益凸显。分析交通违法事例,将警示我们遵守交通法规,珍惜生命。一货车严重超载后的总质量为49t,以54km/h的速率匀速行驶。发现红灯时司机刹车,货车即做匀减速直线运动,加速度的大小为2.5m/s2(不超载时则为5m/s2)。若前方无阻挡,问从刹车到停下来此货车在超载及不超载时分别前进多远?若超载货车刹车时正前方25m处停着总质量为1t的轿车,两车将发生碰撞,设相互作用0.1s后获得相同速度,问货车对轿车的平均冲力多大?解析:(1)货车刹车时的初速是v0=15m/s ,末速是0,加速度分别是2.5m/s2和5m/s2,根据位移推论式得 代入数据解得:超载m;不超载m。(

12、2)货车与轿车相撞时的速度为m/s相撞时动量守恒,有 得 m/s对轿车根据动量定理有 解得 N13.2014年理综天津卷AFlB10(16分)如图所示,水平地面上静止放置一辆小车A,质量mA=4kg,上表面光滑,小车与地面间的摩擦力极小,可以忽略不计可视为质点的物块B置于A的最右端,B的质量mB=2kg现对A施加一个水平向右的恒力F=10N,A运动一段时间后,小车左端固定的挡板B发生碰撞,碰撞时间极短,碰后A、B粘合在一起,共同在F的作用下继续运动,碰撞后经时间t=0.6s,二者的速度达到vt=2m/s求(1)A开始运动时加速度a的大小;(2)A、B碰撞后瞬间的共同速度v的大小;(3)A的上表

13、面长度l【答案】(1)2.5m/s2(2)1m/s(3)0.45m【解析】以A为研究对象,由牛顿第二定律有代入数据解得 a=2.5m/s2对A、B碰撞后共同运动t=0.6s的过程,由动量定理得代入数据解得v=1m/s设A、B发生碰撞前,A的速度为vA,对A、B发生碰撞的过程,由动量守恒定律有 A从开始运动到与B发生碰撞前,由动能定理有由式,代入数据解得l=0.45m14.2017年天津卷BA10(16分)如图所示,物块A和B通过一根轻质不可伸长的细绳连接,跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧,质量分别为mA=2 kg、mB=1 kg。初始时A静止与水平地面上,B悬于空中。先将B竖直向上再举高h=1.

14、8 m(未触及滑轮)然后由静止释放。一段时间后细绳绷直,A、B以大小相等的速度一起运动,之后B恰好可以和地面接触。取g=10 m/s2。(1)B从释放到细绳绷直时的运动时间t;(2)A的最大速度v的大小;(3)初始时B离地面的高度H。【答案】(1);(2);(3)。【解析】(1)(1)B从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动,有 代入数据解得t=0.6s (2)设细绳绷直前瞬间B速度大小为vB,有 细绳绷直瞬间,细绳张力远大于A、B的重力,A、B相互作用,由动量守恒得 之后A做匀减速运动,所以细绳绷直后瞬间的速度v即为最大速度,联立式,代入数据解得v=2 m/s (3)细绳绷直后,A、B一起运动,B恰好可以和地面接触,说明此时A、B的速度为零,这一过程中A、B组成的系统机械能守恒,有 代入数据解得H=0.6 m 15. 【2019年物理江苏卷】质量为M的小孩站在质量为m的滑板上,小孩和滑板均处于静止状态,忽略滑板与地面间的摩擦小孩沿水平方向跃离滑板,离开滑板时的速度大小为v,此时滑板的速度大小为 A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】设滑板的速度为,小孩和滑板动量守恒得:,解得:,故B正确。