2023版新教材高考物理一轮复习课时分层作业(二十)动量守恒定律.docx

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1、课时分层作业(二十)动量守恒定律基础性题组1.如图所示，曲面体P静止于光滑水平面上，物块Q自P的上端静止释放Q与P的接触面光滑，Q在P上运动的过程中，下列说法正确的是()AP对Q做功为零BP和Q之间相互作用力做功之和为零CP和Q构成的系统机械能守恒、动量守恒DP和Q构成的系统机械能不守恒、动量守恒2如图所示，游乐场上，两位同学各驾着一辆碰碰车迎面相撞，此后，两车以共同的速度运动设甲同学和他的车的总质量为150 kg，碰撞前向右运动，速度的大小为4.5 m/s，乙同学和他的车的总质量为200 kg，碰撞前向左运动，速度的大小为4.25 m/s，则碰撞后两车共同的运动速度为(取向右为正方向)()A

2、1 m/s B0.5 m/sC1 m/s D0.5 m/s3人教版选择性必修第一册P15T4改编某机车以0.8 m/s的速度驶向停在铁轨上的15节车厢，跟它们对接机车跟第1节车厢相碰后，它们连在一起具有一个共同的速度，紧接着又跟第2节车厢相碰，就这样，直至碰上最后一节车厢设机车和车厢的质量都相等，则跟最后一节车厢相碰后车厢的速度为(铁轨的摩擦忽略不计)()A0.053 m/s B0.05 m/sC0.057 m/s D0.06 m/s4一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置，控制系统使箭体与卫星分离已知前部分的卫星质量为m1，后部分的箭体质量为m2，分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行，

3、若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率v1为()Av0v2 Bv0v2Cv0v2 Dv0(v0v2)5.2022山东德州期末如图所示，质量为M的车静止在光滑水平面上，车右侧内壁固定有发射装置车左侧内壁固定有沙袋把质量为m的弹丸最终射入沙袋中，这一过程中车移动的距离是s，则小球初位置到沙袋的距离d为()A BC D62022晋城一模质量相等的五个物块在光滑的水平面上，间隔一定的距离排成一直线，如图所示，具有初动能为E0的物块1向其他4个静止物块运动，依次发生碰撞，每次碰后不再分开，最后5个物块粘成一个整体，这个整体的动能是()AE0 BE0CE0 DE07.(多选)如图所示为

4、建筑工地上打桩机将桩料打入泥土的图片，图为其工作时的示意图打桩前先将桩料扶正立于地基上，桩料进入泥土的深度忽略不计已知夯锤的质量为M150 kg，桩料的质量为m50 kg.某次打桩时，将夯锤提升到距离桩顶h00.2 m处由静止释放，夯锤自由下落夯锤砸在桩顶上后，立刻随桩料一起向下运动假设桩料进入泥土的过程中所受泥土的阻力大小恒为4 500 N取g10 m/s2，下列说法正确的是()A夯锤与桩料碰撞前瞬间的速度大小为2 m/sB夯锤与桩料碰撞后瞬间的速度大小为1.5 m/sC本次打桩，桩料进入泥土的最大深度为0.16 mD本次打桩，桩料进入泥土的最大深度为0.09 m8.冰壶运动已列入冬季奥运会

5、运动项目中，我国运动员现正在积极备战2022年北京冬奥会冰壶运动场地如图所示，两支队伍的冰壶完全相同(可视为质点)，一支队伍的运动员将本方冰壶M以v04 m/s的速度从本方前掷线A上发出向对方冰壶N撞去冰壶M、N与双方营垒圆心在同一条直线上，已知双方营垒前掷线A、B之间距离L10 m，N与B距离L12 m，N与本方营垒圆心距离L20.64 m，营垒直径D1.5 m，每个冰壶质量均为10 kg，冰壶与冰面动摩擦因数0.05，M、N碰撞后M恰好运动到对方营垒圆心，重力加速度g取10 m/s2.求：(1)碰撞后冰壶N运动的距离，冰壶N是否被碰出了营垒？(2)通过计算说明两冰壶的碰撞是否是弹性碰撞综合

6、性题组9.在足够长的倾斜长直轨道上，先后将甲、乙两个相同小球以相同的初速度在同一位置沿轨道向斜上方弹出，它们运动的v t图像如图所示据图可知下列说法错误的是()A该轨道是光滑轨道Bt4 s时，两球相对于出发点的位移相等C两球在轨道上发生的碰撞是完全非弹性碰撞D两小球回到出发点时的速度大小为10 cm/s102022重庆一诊如图所示是某娱乐活动项目的示意图，挑战者抱着装备从滑道上O点由静止滑下，经过滑道上P点时做斜抛运动冲出，到达最高点D时，将手中装备在极短时间内沿水平方向抛出，之后挑战者落到下方的缓冲保护区，并要求装备落到宽度为4h的平台AB上已知D点到平台AB左端A点的水平距离为h，距离平台

7、AB的高度也为h；O点距离平台AB的高度为h；挑战者的质量为m，装备的质量为km，k为比例系数挑战者抱着装备在滑道上运动过程中克服滑道阻力做功为(1k)mgh，g为重力加速度挑战者及装备均可视为质点，不计空气阻力(1)求挑战者刚到达D点时的速度大小v.(2)若挑战者抛出装备后恰好竖直落下，且装备刚好落到平台AB右端B点，求k应满足的条件(3)若k0.2，要求装备落到平台AB上且挑战者落入缓冲区，试确定装备被抛出时的速度大小应满足的条件课时分层作业(二十)动量守恒定律1解析：P对Q有弹力的作用，并且在力的方向上有位移，在运动中，P会向左移动，P对Q的弹力方向与Q的位移方向夹角大于90，所以P对Q

8、做负功，故A错误；因为P、Q之间的力属于系统的内力，并且等大反向，两者在力的方向上发生的位移相等，所以做功之和为0，故B正确；因为系统和外界没有机械能的转化和转移，所以该P、Q组成的系统机械能守恒，系统水平方向上不受外力的作用，水平方向上动量守恒，但是在竖直方向上Q有加速度，即竖直方向上不守恒，故C、D错误故选B.答案：B2解析：两车碰撞过程中动量守恒，m1v1m2v2(m1m2)v，解得vm1v1m2v2m1+m21504.52004.25150+200 m/s0.5 m/s.答案：D3解析：取机车和15节车厢整体为研究对象，由动量守恒定律得mv0(m15m)v，则v116v01160.8

9、m/s0.05 m/s，故B正确答案：B4解析：系统分离前后，动量守恒：(m1m2)v0m1v1m2v2，解得v1v0m2m1(v0v2)，选项A、B、C错误，D正确答案：D5解析：在发射弹丸到弹丸落到沙袋中，弹丸和车组成的系统动量守恒，由动量守恒定律有mv弹Mv车0，可得mdstMst0，解得dM+msm，A正确，B、C、D错误答案：A6解析：设粘成一个整体后其速度为v，物块1初速度为v0，对整个系统研究，整个过程运用动量守恒定律得，mv05mv，解得vv05，因为E012mv02，则整体的动能Ek125mv2110mv0215E0，故A正确，B、C、D错误答案：A7解析：夯锤与桩料碰撞前，

10、夯锤做自由落体运动，则有v022gh0，代入数据解得v02 m/s，故A正确；取向下为正方向，打击过程内力远大于外力，故系统动量守恒，夯锤击打桩料后两者共速，则有Mv0(Mm)v，代入数据解得v1.5 m/s，故B正确；设桩料进入泥土的最大深度为h，对夯锤与桩料，由动能定理得(Mm)ghfh012(Mm)v2，代入数据解得h0.09 m，故C错误，D正确答案：ABD8解析：(1)设冰壶M与N碰撞前瞬间速度为vM，从前掷线A到碰撞前瞬间过程中，由速度位移关系式及牛顿第二定律有vM2v022a(LL1)mgma解得vM2 m/s依题意有：碰撞后M的速度为vM2gL20.8 m/s碰撞的过程中由动量

11、守恒定律有mvMmvMmvN解得vN1.2 m/s碰撞后N运动的距离为LNvN2 2g1.44 m因为LNL20.8 mD20.75 m所以冰壶N被碰出了营垒(2)冰壶M与N碰撞前瞬间系统的动能为Ek12mvM220 JM与N碰撞后瞬间系统的动能为Ek12mvM2 +12mvN210.4 JM与N碰撞过程中系统动能的损失为E9.6 J所以两冰壶的碰撞是非弹性碰撞答案：(1)1.44 m，冰壶N被碰出了营垒(2)计算过程见解析，不是弹性碰撞9解析：由图中甲的运动图像可知，甲上滑和下滑的加速度相同，则说明小球只受重力和支持力，即轨道是光滑轨道，选项A正确；由图像可知，甲在t4 s时的位移为x甲15

12、32512 cm20 cm，乙在t4 s时的位移为x乙5+1522 cm20 cm，选项B正确；由图像可知，两小球碰撞后速度都变为0，则碰撞为完全非弹性碰撞，选项C正确；由图像可知，两小球碰撞后速度都变为0，沿轨道向下运动的加速度大小为a5 cm/s2，碰撞发生在t4 s时，此时两小球离出发点的距离为20 cm，由v22ax可得v2ax2520 cm/s102 cm/s，选项D错误答案：D10解析：(1)由O点到D点的过程，根据动能定理有(1k)mg(h1h)2364(1k)mgh12(1k)mv2，其中h1为O点距平台AB的高度，解得v2532gh582gh.(2)抛出装备的过程中，挑战者和

13、装备组成的系统在水平方向上动量守恒，根据动量守恒定律有(mkm)vmv1kmv2挑战者竖直落下，则v10装备做平抛运动落到B点，则竖直方向上有h12gt2，水平方向上有xh4hv2t以上各式联立解得v2522gh，k13.(3)设装备抛出时的速度大小为v3，挑战者的速度大小为v1.若抛出后装备落在A点，则竖直方向上有h12gt2，水平方向上有xhv3t，联立解得v3 gh2再由水平方向上系统动量守恒有(mkm)vmv1kmv3解得v11310 gh2 gh2，则装备到达A点时挑战者落在平台AB上，不满足条件要使挑战者落入缓冲区，其速度需满足v1542gh由(2)可知装备不超出B点时，v3522gh当v3522gh时，由水平方向上系统动量守恒有(mkm)vmv1kmv3解得v112 gh2 gh2，则挑战者可以落入缓冲区综上所述，装备被抛出时的速度大小需满足542ghv3522gh.答案：(1)582gh(2)13(3)542ghv3522gh