京津鲁琼专用2020版高考物理大三轮复习选择题热点巧练热点7冲量和动量的应用含解析

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资源描述

1、热点7冲量和动量的应用(建议用时:20分钟)1(2019烟台高三模拟)如图所示,质量不同的两位同学乘坐相同的滑车从滑道的最高端滑下,质量大的先滑,到达底端的同一位置滑道可视为粗糙斜面,不计空气阻力,则关于两同学的下滑过程,下列说法正确的是()A摩擦力做功相同B重力冲量相同C经过滑道上同一位置的速度相同D若质量大的同学后滑,则在下滑过程中两同学可能相撞2(多选)如图所示,用高压水枪喷出的强力水柱冲击右侧的煤层设水柱直径为D,水流速度为v,方向水平,水柱垂直煤层表面,水柱冲击煤层后水的速度为零高压水枪的质量为M,手持高压水枪操作,进入水枪的水流速度可忽略不计,已知水的密度为.下列说法正确的是()A

2、高压水枪单位时间喷出的水的质量为vD2B高压水枪的功率为D2v3C水柱对煤层的平均冲力为D2v2D手对高压水枪的作用力水平向右3(2019山东实验中学二模)如图所示,在光滑绝缘的水平直轨道上有两个带电小球a和b,a球质量为2m、带电荷量为q,b球质量为m、带电荷量为2q,两球相距较远且相向运动某时刻a、b球的速度大小依次为v和1.5v,由于静电斥力的作用,它们不会相碰则下列叙述正确的是()A两球相距最近时,速度大小相等、方向相反Ba球和b球所受的静电斥力对两球始终做负功Ca球一直沿原方向运动,b球要反向运动Da、b两球都要反向运动,但b球先反向4如图甲所示,物块A、B间拴接一压缩后被锁定的弹簧

3、,整个系统(A、B及弹簧)静止放在光滑水平地面上,其中A最初与左侧固定的挡板相接触,B质量为2 kg.现解除对弹簧的锁定,在A离开挡板后,B在某段时间内的vt图象如图乙所示,则可知()A整个过程系统动量守恒、机械能守恒B弹簧被锁定时弹性势能为2 JCA的质量为1 kg,最大速度为4 m/sD在A离开挡板后弹簧的最大弹性势能为4.5 J5(2019济南二模)如图所示,小车质量为M,小车顶端为半径为R的四分之一光滑圆弧,质量为m的小球从圆弧顶端由静止释放,对此运动过程的分析,下列说法中正确的是(g为当地重力加速度)()A若地面粗糙且小车能够静止不动,则地面对小车的静摩擦力最大为mgB若地面粗糙且小

4、车能够静止不动,则地面对小车的静摩擦力最大为2mgC若地面光滑,当小球滑到圆弧最低点时,小车速度为m D若地面光滑,当小球滑到圆弧最低点时,小车速度为M 6(2019全国押题卷二)如图所示,内壁光滑,四角呈圆弧状的长方形空腔管,位于竖直平面内,BD等高,两个同样的小球,从静止开始由A点分别从左右两侧运动到C点,不计碰撞能量的损失,则下列说法正确的是()A两球同时到达C点,动量相等B两球同时到达C点,动量不等C两球到达C时的速率相同,左侧先到达D两球到达C时的速率相同,右侧先到达7(2019青岛胶南高三月考)如图所示,木块静止在光滑水平面上,两颗不同的子弹A、B从木块两侧同时射入木块,最终都停在

5、木块内,这一过程中木块始终保持静止若子弹A射入的深度大于子弹B射入的深度,则()A子弹A的质量一定比子弹B的质量大B入射过程中子弹A受到的阻力比子弹B受到的阻力大C子弹A在木块中运动的时间比子弹B在木块中运动的时间长D子弹A射入木块时的初动能一定比子弹B射入木块时的初动能大8.(多选)如图所示,金属导轨M、N平行,相距为L,光滑金属棒a和b垂直于导轨且紧靠着放置,它们的质量均为m,在两导轨之间的电阻均为R.整个装置位于水平面内,处于磁感应强度为B的竖直向下的匀强磁场中,导轨电阻忽略不计,长度足够长零时刻对a施加一平行于导轨的恒力F.在t时刻电路中电流恰好达到稳定则()At时刻两金属棒的速度相同

6、Bt时刻a、b两棒速度差为vC在t时刻撤去力F后,导轨之间的电势差UMN会变小D在t时刻撤去力F后,导轨之间的电势差UMN恒定不变热点7冲量和动量的应用1解析:选C.因为他们的质量不同,所以受到的摩擦力也不同,位移相同,根据功的定义可知摩擦力做功不同,故A错误;相同的滑车、相同的滑道,则他们下滑的加速度是相同的,下滑的时间相同,重力的冲量为:Imgt,因为质量不同,所以重力冲量也不相同,故B错误;相同的滑车、相同的滑道,则他们下滑的加速度是相同的,所以他们到达底端时的速度也是相同的,不会相撞,故C正确,D错误2解析:选BC.设t时间内,从水枪喷出的水的体积为V,质量为m,则mV,VSvtD2v

7、t,单位时间喷出水的质量为vD2,选项A错误;t时间内水枪喷出的水的动能Ekmv2D2v3t,由动能定理知高压水枪在此期间对水做的功为WEkD2v3t,高压水枪的功率PD2v3,选项B正确;考虑一个极短时间t,在此时间内喷到煤层上水的质量为m,设煤层对水柱的作用力为F,由动量定理,Ftmv,t时间内冲到煤层水的质量mD2vt,解得FD2v2,由牛顿第三定律可知,水柱对煤层的平均冲力为FFD2v2,选项C正确;当高压水枪向右喷出高压水流时,水流对高压水枪的作用力向左,由于高压水枪有重力,根据平衡条件,手对高压水枪的作用力方向斜向右上方,选项D错误3解析:选D.由于地面光滑,系统所受合外力为零,系

8、统动量守恒,当两球速度相同时,系统损失机械能最大,两球相距最小,故A错误;由题意可知,a球动量大于b球动量,因此系统动量水平向右,故b球运动过程中将先反向运动而a球后反向运动,因此静电斥力对a、b球先做负功后做正功,故B、C错误,D正确4解析:选C.在A离开挡板前,由于挡板对A有作用力,所以A、B系统所受合外力不为零,则系统动量不守恒,A错误;A刚离开挡板时,B的速度最大,为3 m/s,此时弹簧弹性势能刚好全部转化为B的动能,EpmBv,所以弹簧被锁定时弹性势能为9 J,B错误;分析A离开挡板后A、B的运动过程,并结合图象数据可知,弹簧伸长到最长时A、B的共同速度为v共2 m/s,根据机械能守

9、恒定律和动量守恒定律有mBv0(mAmB)v共,得A的质量为1 kg,当B的速度最小时,A的速度最大,由mBv0mAvAmBvB可得,此时vA4 m/s,共速时弹簧弹性势能最大,EpmBv(mAmB)v,代入数据联立解得Ep3 J,C正确,D错误5解析:选C.若地面粗糙且小车能够静止不动,因为小球只有重力做功,故小球机械能守恒,由机械能守恒可求得小球任一位置时的速度,由向心力公式可求得小球受到的支持力;对小车受力分析可求得静摩擦力的最大值若地面光滑,小球下滑的过程中,小车向左运动,系统的水平动量守恒,系统的机械能也守恒,由此列式,可求得小球滑到圆弧最低点时小车的速度设圆弧半径为R,当小球运动到

10、竖直方向与半径夹角为时,速度为v.根据机械能守恒定律有:mv2mgRcos ,由牛顿第二定律有Nmgcos m,解得小球对小车的压力为N3mgcos ,其水平分量为Nx3mgcos sin mgsin 2,根据平衡条件,地面对小车的静摩擦力水平向右,大小为fNxmgsin 2,可以看出:当sin 21,即45时,地面对车的静摩擦力最大,其值为fmaxmg,故A、B错误;若地面光滑,当小球滑到圆弧最低点时,小车的速度设为v,小球的速度设为v.小球与小车组成的系统在水平方向动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得mvMv0,系统的机械能守恒,则得mgRmv2Mv2,解得vm,故C正确,D错误6解

11、析:选D.因为是长方形空腔管,所以AB长度大于AD长度,角小于45度,取角等于0的极端状态,则左边小球不能到达,时间为无穷大,D球可以到达,所以左边到达的时间大于右边到达的时间,又根据机械能守恒定律可得两球到达时的速率相同,所以正确选项为D.7解析:选D.由于木块始终保持静止状态,则两子弹对木块的推力大小相等,则两子弹所受的阻力大小相等,设为f,根据动能定理得:对A子弹:fdA0EkA,得EkAfdA;对B子弹:fdB0EkB,得EkBfdB.由于dAdB,则有子弹入射时的初动能EkAEkB,故B错误,D正确;对两子弹和木块组成的系统动量守恒,则有,而EkAEkB,则得到mAmB,故A错误;子弹A、B从木块两侧同时射入木块,木块始终保持静止,分析得知,两子弹在木块中运动时间必定相等,否则木块就会运动,故C错误8解析:选BD.由牛顿第二定律知,对a棒有FFAma1,对b棒有FAma2,其中FABIL,开始时a棒加速度要比b棒加速度大,所以两棒的速度差v增大,则两棒所受安培力FA增大,在t时刻电路中电流恰好达到稳定,由I知,两棒速度差不变,两棒加速度相同,可知FA,可得v,A错误,B正确;在t时刻分析电路知UMNEIRBLvaR,同理t(tt)时刻有UMN,又m(vavb)m(vavb),解得UMNUMN,C错误,D正确- 5 -

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