专题07动量与动量守恒高考物理备考易错点专项复习Word文档格式.docx
- 文档编号:20595571
- 上传时间:2023-01-24
- 格式:DOCX
- 页数:11
- 大小:133.20KB
专题07动量与动量守恒高考物理备考易错点专项复习Word文档格式.docx
《专题07动量与动量守恒高考物理备考易错点专项复习Word文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《专题07动量与动量守恒高考物理备考易错点专项复习Word文档格式.docx(11页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
600kg·
m/s=30kg·
m/s。
根据动量守恒定律可得0=m1v1-m2v2,则火箭的动量大小为p1=m1v1=m2v2=30kg·
m/s,所以A正确,B、C、D错误。
答案 A
3.(2017·
全国卷Ⅱ,24)为提高冰球运动员的加速能力,教练员在冰面上与起跑线相距s0和s1(s1<
s0)处分别设置一个挡板和一面小旗,如图6所示。
训练时,让运动员和冰球都位于起跑线上,教练员将冰球以速度v0击出,使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板;
冰球被击出的同时,运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗。
训练要求当冰球到达挡板时,运动员至少到达小旗处。
假定运动员在滑行过程中做匀加速运动,冰球到达挡板时的速度为v1。
重力加速度为g。
求:
图6
(1)冰球与冰面之间的动摩擦因数;
(2)满足训练要求的运动员的最小加速度。
解析
(1)设冰球的质量为m,冰球与冰面之间的动摩擦因数为μ,由动能定理得
-μmgs0=mv-mv①
解得μ=②
(2)法1 冰球到达挡板时,满足训练要求的运动员中,刚好到达小旗处的运动员的加速度最小。
设这种情况下,冰球和运动员的加速度大小分别为a1和a2,所用的时间为t。
由运动学公式得v-v=2a1s0③
答案
(1)
(2)
4.(多选)如图所示,质量为M的三角形滑块置于水平光滑的地面上,斜面亦光滑,当质量为m的滑块沿斜面下滑的过程中,M与m组成的系统( )
A.由于不受摩擦力,系统动量守恒
B.由于地面对系统的支持力大小不等于系统所受重力大小,故系统动量不守恒
C.系统水平方向不受外力,故系统水平方向动量守恒
D.M对m作用有水平方向分力,故系统水平方向动量也不守恒
【答案】BC 【解析】水平方向不受外力和摩擦,所以系统水平方向动量守恒,C正确;
竖直方向受重力和支持力,系统竖直方向动量不守恒,B正确。
5.如图所示,一质量M=3.0kg的长方形木板B放在光滑水平地面上,在其右端放一个质量m=1.0kg的小木块A。
给A和B以大小均为4.0m/s、方向相反的初速度,使A开始向左运动,B开始向右运动,A始终没有滑离木板。
在小木块A做加速运动的时间内,木板速度大小可能是( )
A.1.8m/s B.2.4m/s
C.2.8m/sD.3.0m/s
6如图,两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动,滑块A的质量为m,速度大小为2v0,方向向右,滑块B的质量为2m,速度大小为v0,方向向左,两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是( )
A.A和B都向左运动 B.A和B都向右运动
C.A静止,B向右运动D.A向左运动,B向右运动
【答案】D 【解析】选向右为正方向,则A的动量pA=m·
2v0=2mv0。
B的动量pB=-2mv0。
碰前A、
B的动量之和为零,根据动量守恒,碰后A、B的动量之和也应为零,可知四个选项中只有选项D符合题意。
7.我国女子短道速滑队在今年世锦赛上实现女子3000m接力三连冠。
观察发现,“接棒”的运动员甲提前站在“交捧”的运动员乙前面。
并且开始向前滑行,待乙追上甲时,乙猛推甲一把,使甲获得更大的速度向前冲出。
在乙推甲的过程中,忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用,则( )
A.甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量
B.甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反
C.甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量
D.甲对乙做多少负功,乙对甲就一定做多少正功
8.(2016·
全国丙卷)如图,水平地面上有两个静止的小物块a和b,其连线与墙垂直;
a和b相距l,b与墙之间也相距l;
a的质量为m,b的质量为m。
两物块与地面间的动摩擦因数均相同。
现使a以初速度v0向右滑动。
此后a与b发生弹性碰撞,但b没有与墙发生碰撞。
重力加速度大小为g。
求物块与地面间的动摩擦因数满足的条件。
解析:
设物块与地面间的动摩擦因数为μ。
若要物块a、b能够发生碰撞,应有
mv02>μmgl①
即μ<②
设在a、b发生弹性碰撞前的瞬间,a的速度大小为v1。
由能量守恒有
mv02=mv12+μmgl③
设在a、b碰撞后的瞬间,a、b的速度大小分别为v1′、v2′,由动量守恒和能量守恒有
mv1=mv1′+mv2′④
mv12=mv1′2+v2′2⑤
≤μ<。
⑨
答案:
≤μ<
9.(2015·
全国卷Ⅱ)两滑块a、b沿水平面上同一条直线运动,并发生碰撞;
碰撞后两者粘在一起运动;
经过一段时间后,从光滑路段进入粗糙路段。
两者的位置x随时间t变化的图像如图所示。
(1)滑块a、b的质量之比;
(2)整个运动过程中,两滑块克服摩擦力做的功与因碰撞而损失的机械能之比。
(1)设a、b的质量分别为m1、m2,a、b碰撞前的速度为v1、v2。
由题给图像得
v1=-2m/s①
v2=1m/s②
a、b发生完全非弹性碰撞,碰撞后两滑块的共同速度为v。
v=m/s③
由动量守恒定律得
m1v1+m2v2=(m1+m2)v④
联立①②③④式得
m1∶m2=1∶8。
⑤
(2)由能量守恒得,两滑块因碰撞而损失的机械能为
ΔE=m1v12+m2v22-(m1+m2)v2⑥
由图像可知,两滑块最后停止运动。
由动能定理得,两滑块克服摩擦力所做的功为
W=(m1+m2)v2⑦
联立⑥⑦式,并代入题给数据得
W∶ΔE=1∶2。
⑧
(1)1∶8
(2)1∶2
10.(2016·
全国乙卷)某游乐园入口旁有一喷泉,喷出的水柱将一质量为M的卡通玩具稳定地悬停在空中。
为计算方便起见,假设水柱从横截面积为S的喷口持续以速度v0竖直向上喷出;
玩具底部为平板(面积略大于S);
水柱冲击到玩具底板后,在竖直方向水的速度变为零,在水平方向朝四周均匀散开。
忽略空气阻力。
已知水的密度为ρ,重力加速度大小为g。
求
(ⅰ)喷泉单位时间内喷出的水的质量;
(ⅱ)玩具在空中悬停时,其底面相对于喷口的高度。
(ⅰ)设Δt时间内,从喷口喷出的水的体积为ΔV,质量为Δm,则
Δm=ρΔV①
ΔV=v0SΔt②
Δp=(Δm)v⑤
设水对玩具的作用力的大小为F,根据动量定理有
FΔt=Δp⑥
由于玩具在空中悬停,由力的平衡条件得
F=Mg⑦
联立③④⑤⑥⑦式得
h=-。
⑧
(ⅰ)ρv0S (ⅱ)-
易错起源1、动量定理与动量守恒定律
例1.高空作业须系安全带,如果质量为m的高空作业人员不慎跌落,从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动).此后经历时间t安全带达到最大伸长,若在此过程中该作用力始终竖直向上,则该段时间安全带对人的平均作用力大小为( )
A.+mgB.-mg
C.+mgD.-mg
【答案】A 【解析】下降h阶段v2=2gh,得v=,对此后至安全带最大伸长过程应用动量定理,-(F-mg)t=0-mv,得F=+mg,A正确.
【变式探究】如图2所示,A和B两小车静止在光滑的水平面上,质量分别为m1、m2,A车上有一质量为m0的人,以速度v0向右跳上B车,并与B车相对静止.求:
图2
(1)人跳离A车后,A车的速度大小和方向;
(2)人跳上B车后,B车的速度大小和方向.
m0v0=(m0+m2)vB,
解得vB=,方向向右.
【答案】
(1) 方向向左
(2) 方向向右
【举一反三】如图3所示,水平面上有一质量m=1kg的小车,其右端固定一水平轻质弹簧,弹簧左端连接一质量m0=1kg的小物块,小物块与小车一起以v0=6m/s的速度向右运动,与静止在水平面上质量M=4kg的小球发生正碰,碰后小球的速度变为v=2m/s,碰撞时间极短,弹簧始终在弹性限度内,忽略一切摩擦阻力.求:
图3
(1)小车与小球碰撞后瞬间小车的速度v1;
(2)从碰后瞬间到弹簧被压缩至最短的过程中,弹簧弹力对小车的冲量大小.
I=mv2-mv1
解得I=4N·
s.
【答案】 见解析
【名师点睛】
1.利用动量定理解题的基本思路
(1)确定研究对象:
一般为单个物体或由多个物体组成的系统.
(2)对物体进行受力分析.可以先求每个力的冲量,再求各力冲量的矢量和;
或先求合力,再求其冲量.
(3)抓住过程的初末状态,选好正方向,确定各动量和冲量的正负号.
(4)根据动量定理列方程代入数据求解.
【锦囊妙计,战胜自我】
2.动量守恒定律的五性
(1)矢量性:
速度、动量均是矢量,因此列式时,要规定正方向.
(2)相对性:
动量守恒定律方程中的动量必须是相对于同一惯性参考系.
(3)系统性:
动量守恒是针对满足守恒条件的系统而言的,系统改变,动量不一定满足守恒.
(4)同时性:
动量守恒定律方程等号左侧表示的是作用前同一时刻的总动量,右侧则表示作用后同一时刻的总动量.
(5)普适性:
动量守恒定律不仅适用于低速宏观物体组成的系统,而且适用于接近光速运动的微观粒子组成的系统.
易错起源2、用动量和能量观点解决力学综合问题
例2.木块A的质量为m1,足够长的木板B的质量为m2,质量为m3的物体C与B静止在光滑水平地面上.现A以速率v0向右运动,与B碰后以速率v1向左弹回,碰撞时间极短,已知B与C间的动摩擦因数为μ,试求:
图8
(1)木板B的最大速度;
(2)物体C的最大速度;
(3)稳定后C在B上发生的相对位移.
(3)由能量守恒定律,有
μm3gΔx=m2v-(m2+m3)v
得Δx=.
【答案】
(1)
(2) (3)
【变式探究】如图9所示,在水平面上有一弹簧,其左端与墙壁相连,O点为弹簧原长位置,O点左侧水平面光滑,水平段OP长L=1m,P点右侧一与水平方向成θ=30°
的足够长的传送带与水平面在P点平滑连接,皮带轮逆时针转动速率为3m/s,一质量为1kg可视为质点的物块A压缩弹簧(与弹簧不拴接),使弹簧获得弹性势能Ep=9J,物块与OP段动摩擦因数μ1=0.1,另一与A完全相同的物块B停在P点,B与传送带间的动摩擦因数μ2=,传送带足够长,A与B的碰撞时间不计,碰后A、B交换速度,重力加速度g取10m/s2,现释放A,求:
图9
(1)物块A、B第一次碰撞前瞬间,A的速度v0;
(2)从A、B第一次碰撞后到第二次碰撞前,B与传送带之间由于摩擦而产生的热量;
(3)A、B能够碰撞的总次数.
【解析】
(1)设物块质量为m,A与B第一次碰撞前的速度为v0,则Ep=mv+μ1mgL,
解得v0=4m/s.
(2)设A、B第一次碰撞后的速度分别为vA、vB,则vA=0,vB=4m/s,碰后B沿传送带向上匀减速运动直至速度为零,加速度大小设为a1,则mgsinθ+μ2mgcosθ=ma1,
解得a1=gsinθ+μ2gcosθ=10m/s2.
运动的时间t1==0.4s,位移x1=t1=0.8m.
此过程相对运动路程Δs1=vt1+x1=2m.
(3)B与A第二次碰撞,两者速度再次互换,此后A向左运动再返回与B碰撞,B沿传送带向上运动再次返回,每次碰后到再次碰前速率相等,重复这一过程直至两者不再碰撞.则对A、B和弹簧组成的系统,从第二次碰撞后到不再碰撞,满足mv2=2nμ1mgL.
解得第二次碰撞后重复的过程数为n=2.25,所以碰撞总次数为N=2+2n=6.5=6(取整数).
【答案】
(1)4m/s
(2)12.25J (3)6次
利用动量和能量观点解题的技巧
(1)若研究对象为一个系统,应优先考虑应用动量守恒定律和能量守恒定律.
(2)动量守恒定律和能量守恒定律都只考查一个物理过程的初、末两个状态,对过程的细节不予追究.
(3)注意挖掘隐含条件,根据选取的对象和过程判断动量和能量是否守恒.
(1)选取研究系统和研究过程。
(2)分析系统的受力情况,判断系统动量是否守恒。
①系统不受外力或所受合外力的矢量和为零时,系统动量守恒;
②系统所受内力远大于外力时,可认为系统动量守恒;
③系统在某一方向上不受外力或所受合外力的矢量和为零,在该方向上系统动量守恒。
(3)规定正方向,确定系统的初、末状态的动量的大小和方向。
(4)根据动量守恒定律列方程(m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′)求解
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 专题 07 动量 守恒 高考 物理 备考 易错点 专项 复习
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)