课时跟踪检测十　动量定理和动量守恒定律公开课.docx

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1、课时跟踪检测（十）动量定理和动量守恒定律一、选择题L （2018缙云中学期中）一物体从某高处由静止下落，设所受空气阻力恒定，当它下落h时动量大小为pi,下落2/i时的动量大小为pz,那么pi ： P2应为（）A. 1 ： 1B. 1 ：也C. 1 ： 2D. 1 ： 4解析：选B 由题意，物体下落的加速度恒定，即物体向下做匀加速直线运动，由得：v=y2ah,再由p=nw求得=既/=$=今，故B正确，A、C、D错误。2 .（2019海宁市第二中学高二期中）如下图，小车与木箱紧挨着静止p在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱。关 X 于上述过程，以下说法中正确的选项是（）田期

2、”A.男孩与木箱组成的系统动量守恒B.小车与木箱组成的系统动量守恒C.男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒D.木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同解析：选C 根据动量守恒的条件可知，男孩、小车与木箱组成的系统动量守恒，木 箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小相等，方向相反，选项C正确。3 .如下图，一个下面装有轮子的贮气瓶停放在光滑的水平地面上，j左端与竖直墙壁接触。现翻开右端阀门，气体向外喷出，设喷口的面积争/， J为S,气体的密度为，气体向外喷出的速度为。，那么气体刚喷出时贮气 瓶左端对竖直墙壁的作用力大小是（）ckpv2SD. pv2S解析：选D 时间内贮气瓶喷出气体的质量A

3、机=S0Af,对于贮气瓶、瓶内气体及 喷出的气体所组成的系统，由动量定理得解得尸=近5,由牛顿第三定律 得 =F=pv2S9选项D正确。4 .（2019宁波月考）质量为根的物体，以0。的初速度沿斜面上滑，到达最高点处返回 原处的速度为3，且3=0.5如，贝！1（）A.上滑过程中重力的冲量比下滑时大B.上滑时和下滑时支持力的冲量都等于零3C.合力的冲量在整个过程中大小为为w。D.整个过程中物体动量变化量为解析：选C 以内的初速度沿斜面上滑，到达最高点处返回原处的速度为0.5内，说明J 2/斜面不光滑，设斜面长为L,那么沿斜面上滑所需的时间为i=#=，沿斜面下滑所需的时Vo2t dr间为2=不二=

4、，即打G 根据冲量的定义，上滑过程中重力的冲量比下滑时小，故A 2错误；上滑时和下滑时支持力不为零，所以上滑时和下滑时支持力的冲量都不等于零，故B3错误；对全过程应用动量定理可得/合=Ap=/n0/?wo=一不加。,所以合力的冲量在整个过3程中大小为刀口。0,故C正确，D错误。5 .多项选择如下图，质量为m的小球从距离地面高H的A点由静止开 始释放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用，到达距地面深 度为人的3点时速度减为零。不计空气阻力，重力加速度为g。关于小球 下落的整个过程，以下说法正确的有（）A,小球的机械能减小了 mg（H-h）B.小球克服阻力做的功为机gC.小球所受阻力的冲量

5、大于“恁万D .小球动量的改变量等于所受阻力的冲量解析：选AC小球在整个过程中，动能变化量为零，重力势能减小了机g（H+/i）,那么 小球的机械能减小了机g（H+/0,故A正确；对小球下落的全过程运用动能定理得：mg（H +九）一Wf=O,那么小球克服阻力做功Wi=mg（H+h）9故B错误；小球落到地面的速度 2gH,对进入泥潭的过程运用动量定理得：lGlF=0myj2gH9得：lF=Ic+my2gH9 知阻力的冲量大于周须，故C正确；对全过程分析，运用动量定理知，动量的变化量等 于重力的冲量和阻力冲量的矢量和，故D错误。6 . （2019苍南县桥数高级中学高二期中）悬绳下吊着一个质量为M=9

6、.99 kg的沙袋，构 成一个单摆，摆长L=1 mo 一颗质量m=10 g的子弹以ro=5OO m/s的水平速度射入沙袋, 瞬间与沙袋到达共同速度（不计悬绳质量，10 m/s2）,那么此时悬绳的拉力为（）A. 35 NA. 35 NB. 100 NC. 102.5 ND. 350 N解析：选C 子弹打入沙袋的过程中，对子弹和沙袋组成的系统，由动量守恒定律得得子弹与沙袋的共同速度吁中=0.5 m/s,对子弹和沙袋，由向心力公式 Ft(m+M)g=5i+M)7,得悬绳的拉力 Ft=(/n+M)g+(/n+M)_= 102.5 N,选项 C 正确。7 .质量为M的小车静止于光滑的水平面上，小车的上外

7、表和右端圆 弧的轨道均光滑，如下图，一个质量为机的小球以速度。水平冲向 小车，当小球返回左端脱离小车时，以下说法中不正确的选项是（）A .小球一定沿水平方向向左做平抛运动B.小球可能沿水平方向向左做平抛运动C,小球可能沿水平方向向右做平抛运动D ,小球可能做自由落体运动解析：选A 小球水平冲上小车，又返回左端，到离开小车的整个过程中，系统动量 守恒、机械能守恒，相当于小球与小车发生弹性碰撞的过程。如果mV,小球离开小车 向左做平抛运动；如果机小球离开小车做自由落体运动；如果小球离开小车 向右做平抛运动，所以答案应选A。8 .如下图，具有一定质量的小球A固定在轻杆一端，另一端挂在小 车支架的O点

8、。用手将小球拉至水平，此时小车静止于光滑水平面上，放 手让小球摆下与B处固定的橡皮泥碰击后粘在一起，那么在此过程中小车将 （）A.向右运动B.向左运动C.静止不动D.小球下摆时，车向左运动后又静止解析：选D 水平方向上，小球与小车组成的系统不受外力，因此在水平方向上动量 守恒，小球下摆过程中，水平方向具有向右的分速度，由动量守恒可知，小车要向左运动, 撞到橡皮泥是完全非弹性碰撞，小球和小车大小相等、方向相反的动量恰好抵消掉，小车 会静止，D正确。9 .（2019衢州:中期中）如下图，轻弹簧的一端固定在竖直墙上， 一质量为2m的光滑弧形槽静止放在足够长的光滑水平面上，弧形槽底 端与水平面相切，一

9、质量为m的小物块从槽上高h处开始下滑，重力加速度为g,以下说法正确的选项是（A.物块第一次滑到槽底端时,B.物块第一次滑到槽底端时，槽的动能为整C.在压缩弹簧的过程中，物块和弹簧组成的系统动量守恒D.物块第一次被弹簧反弹后能追上槽，但不能回到槽上高九处解析：选D 物块和槽在水平方向上不受外力，但在竖直方向上所受合力不为零，所 以物块和槽仅在水平方向上动量守恒，物块第一次滑到槽底端时，由水平方向上动量守恒 得：m0=2机，由能量守恒得：mgh=kmv1+yX2mvl 2,解得槽的动能为名菖，故A、 B错误；物块压缩弹簧时，墙对弹簧有作用力，物块和弹簧组成的系统动量不守恒，故C 错误；从上面分析可

10、知物块被反弹后的速度大于槽的速度，所以能追上槽，当上到槽的最 高点时，两者有相同的速度，从能量守恒的角度可以知道，物块不能回到槽上高九处，D 正确。10 .如图是“牛顿摆”装置，5个完全相同的小钢球用轻绳悬挂在水平支架上，5根轻 绳互相平行，5个钢球彼此紧密排列，球心等高。用1、2、3、4、5分别标记5个小钢球。 当把小球1向左拉起一定高度，如图甲所示，然后由静止释放，在极短时间内经过小球间 的相互碰撞，可观察到球5向右摆起，且到达的最大高度与球1的释放高度相同，如图乙 所示。关于此实验，以下说法中正确的选项是（）甲乙丙A.上述实验过程中，5个小球组成的系统机械能守恒，动量守恒B.上述实验过程

11、中，5个小球组成的系统机械能不守恒，动量不守恒C.如果同时向左拉起小球1、2、3到相同高度（如图丙所示），同时由静止释放，经碰 撞后，小球4、5 一起向右摆起，且上升的最大高度高于小球1、2、3的释放高度D.如果同时向左拉起小球1、2、3到相同高度（如图丙所示），同时由静止释放，经碰 撞后，小球3、4、5 一起向右摆起，且上升的最大高度与小球1、2、3的释放高度相同解析：选D 上述实验过程中，小球5能够到达与小球1释放时相同的高度，说明系 统机械能守恒，而且小球5离开平衡位置的速度和小球1摆到平衡位置的速度相同，说明 碰撞过程动量守恒，但随后上摆过程动量不守恒，动量方向在变化，选项A、B错。根

12、据前 面的分析，碰撞过程为弹性碰撞。那么同时向左拉起小球1、2、3到相同高度，同时由静 止释放，那么球3先以速度。与球4发生弹性碰撞，此后球3的速度变为0,球4获得速度 o后与球5碰撞，球5获得速度以开始上摆，同理球2与球3碰撞，最后球4以速度看上 摆，同理球1与球2碰撞，最后球3以速度D上摆，所以选项C错，D对。二 计算题1L如下图，质量为/W2=2kg和%=3kg的物体静止放在光滑水工 小ATI 3平面上，两者之间有压缩着的轻弹簧（与m2、g不拴接）。质量为“=1叫n nrkg的物体以速度如=9 m/s向右冲来，为防止冲撞，释放弹簧将四物体发射出去，g与 如碰撞后粘合在一起。试求：加3的速

13、度至少为多大，才能使以后和加2不发生碰撞？(2)为保证附和阳恰好不发生碰撞，弹簧的弹性势能至少为多大？解析：(1)设m3发射出去的速度为0,桃2的速度为。2,以向右的方向为正方向，对帆2、ZW3,由动量守恒定律得：加2。2 一相3。1 = 0只要和63碰后速度不大于V29那么痴3和雨2就不会再发生碰撞,雨3和62恰好不相 撞时，两者速度相等。对小卜机3,由动量守恒定律得：miV()m3Vi = (mi+m3)V2解得 171 = 1 m/s即弹簧将g发射出去的速度至少为lm/s。(2)对机2、%及弹簧，由机械守恒定律得：Ep =m3i7i2+/1222=3.75 Jo答案：(1)1 m/s (

14、2)3.75 J12 .如下图，一条长为L的细绳一端系于0点，另一端系一个质 量为m的小钢球4(视为质点)，另一条相同的细绳两端系着质量为2m 的小钢球3(视为质点)和质量为m的小钢球。(视为质点)，其中C球穿 过光滑的水平细杆，开始时悬线竖直，4、8两球刚好接触，现将A拉 到与竖直方向成夕=60。的位置，由静止释放后与8球发生弹性正碰，重力加速度为g, 求：(1)4、B碰撞结束时，小球3的速度以；(2毋球向右运动过程中的最大高度h2Q解析：(1)设小球A即将与小球3碰撞前的速度为内，小球A由初始位置摆动到最低点 的过程中，由机械能守恒定律可得：mg(lcos 60。)=，5)2解得：设碰撞后

15、小球A速度为小球5速度为由于小球A与小球8是弹性碰撞，所 以碰撞过程满足机械能守恒和动量守恒，取向右为正方向，那么得；加002 = /012+：2机mvo=mv+2mvB两式联立可得：VB=JgLo(2)当B向右的位置最高时，5与。水平方向的速度相等，由动量守恒可得:2mvB=(m+2m)v由能量守恒定律可得：2mvB2=3mv2+Imghi联立解得：蛇=含 / /答案：1/正(2)言13 .我们知道，根据光的粒子性，光的能量是不连续的，而是一份一份的，每一份叫 一个光子，光子具有动量件)和能量(布)，当光子撞击到光滑的平面上时，可以像从墙上反 弹回来的乒乓球一样改变运动方向，并给撞击物体以相

16、应的作用力。光对被照射物体单位 面积上所施加的压力叫光压。联想到人类很早就会制造并广泛使用的风帆，能否做出利用 太阳光光压的“太阳帆”进行宇宙航行呢？1924年，俄国航天事业的先驱齐奥尔科夫斯基和其同事灿德尔明确提出“用照射到很 薄的巨大反射镜上的太阳光所产生的推力获得宇宙速度”，首次提出了太阳帆的设想。但 太阳光压很小，太阳光在地球附近的光压大约为10-6N/II12,但在微重力的太空，通过增大 太阳帆面积，长达数月的持续加速，使得太阳帆可以到达甚至超过宇宙速度。IKAROS是 世界第一个成功在行星际空间运行的太阳帆。2010年5月21日发射，2010年12月8日， IKAROS在距离金星8

17、0 800公里处飞行掠过，并进入延伸任务阶段。设太阳单位时间内向各个方向辐射的总能量为,太空中某太阳帆面积为S,某时刻距 太阳距离为r(r很大，故太阳光可视为平行光，太阳帆位置的变化可以忽略)，且帆面和太 阳光传播方向垂直，太阳光频率为用真空中光速为c,普朗克常量为儿(1)当一个太阳光子被帆面完全反射时，求光子动量的变化Ap,判断光子对太阳帆面作 用力的方向。(2)计算单位时间内到达该航天器太阳帆面的光子数。(3)事实上，到达太阳帆外表的光子一局部被反射，其余局部被吸收。被反射的光子数 与入射光子总数的比，称为反射系数。假设太阳帆的反射系数为p,求该时刻太阳光对太阳帆 的作用力。解析：(1)光子动量的变化。作用力方向与反射前光子速度方向相同。(2)光子能量及=加单位时间内到达太阳帆光子能量力总=提光子数n=等=j4气。4nhvr时间M内反射光子动量变化pES Api=2pNAtp=27r / At吸收光子动量变化Npz=(1 p)NNtp=04,学鼠根据动量定理FAZ=Api+Ap2得太阳光对太阳帆的作用力半=(%配答案：咛 作用力方向与反射前光子速度方向相同 叫嘉 唔詈