2022届高中物理力学动量考点大全笔记.pdf

1 (每日一练每日一练)2022)2022 届高中物理力学动量考点大全笔记届高中物理力学动量考点大全笔记 单选题 1、两个球沿直线相向运动，碰撞后两球都静止则可以推断碰撞前（）A碰撞前两个球的动量一定相等 B两个球的质量一定相等 C碰撞前两个球的速度一定相等 D碰撞前两个球的动量大小相等，方向相反 答案：D 解析：两球碰撞过程中动量守恒，碰后两球都静止，说明碰撞前后两球的总动量为零，故碰前两个球的动量大小相等，方向相反，故 D 正确，ABC 错误。故选 D。2、如图所示，小球A的质量为=5kg，动量大小为=4kg m/s，小球A在光滑水平面上向右运动，与静止的小球B发生弹性碰撞，碰后A的动量大小为=1kg m/s，方向水平向右，则（）A碰后小球B的动量大小为=3kg m/s B碰后小球B的动量大小为=5kg m/s C小球B的质量为 15kg 2 D小球B的质量为 5kg 答案：A 解析：AB规定向右为正方向，碰撞过程中A、B组成的系统动量守恒，所以有=+解得=3kg m/s A 正确，B 错误；CD由于是弹性碰撞，所以没有机械能损失，故 22=22+22 解得=3kg CD 错误。故选 A。3、如图所示，在水平面内有一质量分布均匀的木杆可绕端点O在水平面上自由转动。一颗子弹以垂直于杆的水平速度v0击中静止木杆上的P点，并随木杆一起转动（碰撞时间极短）。已知木杆质量为M，长度为L，子弹质量为m，点P到点O的距离为x。忽略木杆与水平面间的摩擦。设子弹击中木杆后绕点O转动的角速度为。下面给出的四个表达式中只有一个是合理的。根据你的判断，的合理表达式应为（）3 A=3032+2B=30232+2 C=3032+2D=3032+2 答案：C 解析：B从单位的推导判断，B 中表达式的单位为m s，是线速度的单位，故 B 错误；D假设点P到点O的距离 =0 则角速度为零，把 =0 代入各表达式，D 中表达式不为零，故 D 错误；AC如果是轻杆，则 =0 即轻杆对子弹没有阻碍作用，相当于子弹做半径为的圆周运动，则 A 错误 C 正确。故选 C。4、“中国空间站”在距地面高 400km 左右的轨道上做匀速圆周运动，该处存在着稀薄的空气，设空间站运行轨道处空气密度=1.29 1012kg/m3，空间站垂直于速度方向的横截面积=100m2，空间站运行速率=7.7km/s，空气分子与空间站相遇瞬间达到共速。假设为维持空间站始终在该轨道上做圆周运动，需开动空间站携带的霍尔电推进发动机，则发动机给空间站提供的推力约为（）4 A8 103NB8 106NC6 101ND6 105N 答案：A 解析：空间站在非常短的时间t内扫过的长度为 =扫过的体积为 =该体积内的空气获得跟空间站相同的速度，根据动量定理有 =解得 =2 8 103N 故 A 正确，BCD 错误。故选 A。5、如图所示，一质量为M的长木板在光滑水平面上以速度v0向右运动，一质量为m的小铁块在木板上以速度v0向左运动，铁块与木板间存在摩擦，为使木板能保持速度v0向右匀速运动，必须对木板施加一水平力，直至铁块与木板达到共同速度v0。设木板足够长，那么此过程中水平力的冲量大小为（）Amv0B1.5mv0 C2mv0D3mv0 答案：C 解析：5 设铁块与长木板之间的摩擦力为f，铁块在水平方向只受到摩擦力的作用，在作用的过程中，选取向右为正方向，对铁块，由动量定理得 0(0)20 以长木板为研究对象，它在水平方向受到拉力F和摩擦力f的作用，由于速度不变，由平衡条件得 Ff0 水平力的冲量 IFt 解得 I2mv0 故 C 正确，ABD 错误 故选 C。6、如图，建筑工地上的打桩过程可简化为：重锤从空中某一固定高度由静止释放，与钢筋混凝土预制桩在极短时间内发生碰撞，并以共同速度下降一段距离后停下来。则（）A重锤质量越大，撞预制桩前瞬间的速度越大 B重锤质量越大，预制桩被撞后瞬间的速度越大 C碰撞过程中，重锤和预制桩的总机械能保持不变 D整个过程中，重锤和预制桩的总动量保持不变 答案：B 解析：6 A重锤下落过程做自由落体运动，据位移速度公式可得 0=2 故重锤撞预制桩前瞬间的速度与重锤的质量无关，只与下落的高度有关，A 错误；B重锤撞击预制桩的瞬间动量守恒，可得 0=(+)故重锤质量m越大，预制桩被撞后瞬间的速度越大，B 正确；C碰撞过程为完全非弹性碰撞，重锤和预制桩的总机械能要减小，系统要产生内能，C 错误；D整个过程中，重锤和预制桩在以共同速度减速下降的过程中，受合外力不为零，总动量减小，D 错误。故选 B。7、某物体由静止开始做匀加速直线运动，经过时间t1后，在阻力作用下做匀减速直线运动，又经时间t2速度为零，若物体一直在同样的水平面上运动，则加速阶段的牵引力与阻力大小之比为（）At2t1B（t1t2）t1C（t1t2）t2Dt2（t1t2）答案：B 解析：整个过程中由动量定理可得 1(1+2)=0 解得=1+21 故选 B。多选题 8、静止放置在水平面上的物体，从t=0 时刻受到随时间均匀减小的水平向右的拉力FT和不变的摩擦阻力f共7 同作用，已知拉力FT与阻力f随时间t变化的图像如图所示，则（）A在 0t0时间内，物体重力的冲量为零 Bt0时刻物体的速度一定为零 Ct=02时刻物体一定向右运动 D根据题设条件可求出物体运动的最大速度 答案：BC 解析：A因为重力为恒力，在 0t0时间内，物体重力的冲量等于重力大小与时间的乘积，不为零，A 错误；BF-t图像中图线与时间轴围成的面积表示冲量，则 0t0时间内合力的冲量为零，且物体的初速度为零，根据动量定理可知，t0时刻物体的速度一定为零，B 正确；C在 002时间内FT大于摩擦力f，物体向右加速运动，t=02时刻物体受到的合外力为零，加速度为零，速度最大，不会向左运动，C 正确；D由于物体的质量未知，所以无法求出物体运动的最大速度，D 错误。故选 BC。9、将三个木板 1、2、3 固定在墙角，木板与墙壁和地面构成了三个不同的三角形，如图所示，其中 1 与 2 底边相同，2 和 3 高度相同。现将一个可以视为质点的物块分别从三个木板的顶端由静止释放，并沿木板下滑到底端，物块与木板之间的动摩擦因数均为。在这三个过程中，下列说法正确的是（）8 A产生的热量大小关系为1=2 2=3 C滑到底端时的速度大小关系为1 2 3 D运动的时间关系为2 1 3 答案：AC 解析：A摩擦生热等于物块克服摩擦力做功，设任意一沿斜面下滑的位移为L，倾斜角为，则 =由图可知 1 和 2 底边相等且小于 3 的底边，故摩擦生热关系为 1=2 3 故 A 正确；B物块沿着 1 和 2 下滑到底端的过程中，产生的热量一样多，物块沿着 3 下滑到底端的过程中，产生的热量最多；外力做功等于机械能的改变量，则有 1=2 2 3 故 C 正确；D由动量定理可得 合=则有()=解得 =由数学关系可知，斜面的倾角越大，越小，又因为 1 2 3 所以 1 2 3 故 D 错误。故选 AC。10、如图所示，水平光滑地面上停放着一辆质量为m的小车，小车的半径=0.7m四分之一光滑圆弧轨道在最低点与水平轨道相切于A点。在水平轨道的右端固定一个轻弹簧，弹簧处于自然长度时左端位于水平轨道的B点正上方，B点右侧轨道光滑，A、B的距离为=2.5m，一个质量也为m的可视为质点的小物块从圆弧轨道最高点以0=6m/s的速度开始滑下，则在以后的运动过程中（重力加速度为=10m/s2，弹簧始终在弹性限度内，空气阻力不计。）（）10 A若A、B间的轨道也光滑，小车的最大速度为5m/s B若A、B间的轨道也光滑，物块运动到最高点时到水平轨道的距离为 1.8m C若物块与A、B间轨道的动摩擦因数为 0.5，弹簧的最大弹性势能等于因摩擦产生的总热量 D若物块与A、B间轨道的动摩擦因数为 0.5，小车运动的总位移大小为 0.35m 答案：AD 解析：A若A、B间的轨道也光滑，则小物块和小车相互作用过程能量守恒，水平方向动量守恒，经分析知小物块第一次下滑到圆弧轨道最低点时小车速度最大，设小车的最大速度为1，此时小物块的速度为2，则有 1=2 1212+1222=1202+联立并代入数据解得 1=2=5m/s 选项 A 正确；B若A、B间的轨道也光滑，根据动量守恒和能量守恒可知物块运动到圆弧轨道最高点时的速度为 =0=6m/s 此后小物块做竖直上抛运动，高度 =22=1.8m 则物块运动到最高点时到水平轨道的距离为 11 +=2.5m 选项 B 错误；C若物块与A、B间轨道的动摩擦因数为 0.5，设小物块与小车的相对位移为s，根据能量守恒有 1202+=解得 =5m=2 可知小物块滑行到水平轨道压缩一次弹簧后恰停在B点。全过程根据能量守恒可得因摩擦产生的总热量 =1202+物块与小车的速度相同时弹簧弹性势能最大，设共同速度为v，由动量守恒定律得 0=(+)解得 v=0 此过程根据能量守恒知弹簧的最大弹性势能=1202+因此弹簧的最大弹性势能不等于因摩擦产生的总热量，选项 C 错误；D小物块沿圆弧轨道下滑过程中，设运动时间为t，小车运动的位移为，根据系统水平动量守恒得=解得 =0.35m 分析之后的运动过程可知小车的位移为 0，所以小车运动的总位移大小为 0.35m，选项 D 正确。12 故选 AD。填空题 11、(1)质量为M 的火箭原来以速率为 v0飞行在太空中，现在突然喷出一份质量为m 的气体，喷出的气体相对于火箭的速率是 v，则喷气后火箭的速率为_；(2)如图所示，在光滑水平面上有甲、乙两辆完全相同的小车，质量都为M=1.0kg，乙车内用轻绳吊一质量为m=0.5kg 的小球。当乙车静止时，甲车以速度 v 与乙车相碰，若碰撞时间极短，且碰后两车连为一体，则碰后瞬间两车的共同速度为_。当小球摆到最高点时，车的速度为_；(3)如果某物体作匀速圆周运动的动量大小为p，经过一段时间后其速度方向改变了 角，它的动量变化的大小为_；(4)用如图装置做探究碰撞中的不变量实验，下列说法正确的是()A在实验前，必须把长木板的一端垫高，使 A 能拖着纸带匀速下行 BA、B 两辆小车的质量必须相等 CA、B 碰撞后必须保证 A、B 以共同速度一起运动 D小车 A 必须从紧靠打点计时器的位置无初速度释放 答案：0+2 25 2sin2 AC 解析：(1)1 以火箭和喷出的气体为研究对象，以火箭飞行的方向为正方向，由动量守恒定律得：13 0=()+()解得：=0+(2)23 甲车与乙车相碰是在极短时间内发生的过程，两者（不包括乙车中的小球）动量守恒 Mv=2Mv1 解得：1=2 此时乙车中悬挂的小球速度为零然后在绳的拉力作用下，小球和甲、乙车的速度发生变化，三者组成的系统在水平方向上不受外力，水平方向上动量守恒又根据运动情景分析可知，当小球运动到最高点的瞬间，车和球相对静止，设速度为v2，那么 21=(2+)2 解得：2=25(3)4 如果某物体作匀速圆周运动的动量大小为p，经过一段时间后其速度方向改变了 角，根据矢量合成可知，两动量合成等腰三角形，根据几何关系可知，动量变化量大小为2sin2。(4)5 A根据动量守恒的条件可知，本实验需要平衡摩擦力，故在实验前，必须把长木板的一端垫高，使 A 能拖着纸带匀速下行，故 A 正确；B 本实验中对 A、B 两辆小车的质量无特殊要求，故 B 错误；C 为了得出动量守恒的表达式，A、B 碰撞后必须保证 A、B 以共同速度一起运动，故 C 正确；D 碰撞前小车 A 应有速度，故小车 A 在手推动下开始运动，故 D 错误；故选：AC。14 12、一人做“蹦极”运动，用原长15m的橡皮绳拴住身体往下跃，若此人质量为50kg，从50m高处由静止下落，至运动停止瞬间所用时间为4s，则橡皮绳对人的平均作用力约为_。（取10m/s2）答案：870880N 解析：人先做自由落体运动，由 =122 自由下落的时间 1=2=1.73s 绳的拉力作用时间为 2=1=4s 1.73s=2.27s 全程应用动量定理有 2 =0 解得平均作用力 =880N 13、如图所示，如果悬挂球的绳子能承受的最大拉力T0=10 N，球质量m=0.5 kg，L=0.3 m，锤头质量M=0.866 kg，如果锤头沿水平方向打击球m，锤速度至少为_m/s 才能把绳子打断。设球原来静止，打击后锤头静止(g=10 m/s2)。15 答案：1 解析：球m被锤打击后以O为圆心，L为半径做圆周运动，且在刚打过绳子拉力最大，由牛顿第二定律有 0-=2 解得 v=3m/s 锤打击m过程中，系统水平方向不受外力作用，系统水平方向动量守恒有 Mv0=mv 解得 v0=1m/s