人教版2022年高中物理力学动量题型总结及解题方法.pdf

1 (每日一练每日一练)人教版人教版 20222022 年高中物理力学动量题型总结及解题方法年高中物理力学动量题型总结及解题方法 单选题 1、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。2、建筑工地将桩料打入泥土中以加固地基的打夯机示意图如图甲所示，打夯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=450kg，桩料的质量为=50kg。如果每次打夯都通过卷扬机牵引将夯锤提升到距离桩顶0=5m处再释放，让夯锤自由下落，夯锤砸在桩料上后立刻随桩料一起向下运动。桩料进入泥土后所受阻力大小随打入深度h的变化关系如图乙所示，直线斜率=5.05 104N/m。g取10m/s2，下列说法正确的是（）2 A夯锤与桩料碰撞后瞬间的速度为 10m/s B因夯锤与桩料碰撞损失的机械能为 20475J C若桩料进入泥土的深度超过 1.5m，至少需打夯三次 D若桩料进入泥土的深度超过 1.5m，至少需打夯两次 答案：C 解析：A设夯锤与桩料碰撞前瞬间的速度为v0，则 02=20 解得 0=20=10m/s 取向下为正方向，设夯锤与桩料碰撞后瞬间的速度为v，由动量守恒定律得 0=(+)代入数据解得 =9m/s 故 A 错误；B因夯锤与桩料碰撞损失的机械能=120212(+)2 3 带入数据可得=2250J 故 B 错误；CD由于每次提升重锤距桩帽的高度均为h0，每次碰撞后瞬间的速度均为v，设两次打击后共下降x2，则由图像可知，克服阻力做功 =1222 由能量守恒定律得(+)2+2 12(+)2=1222 解得 2=1.37m 设三次打击后共下降x3，则(+)3+3 12(+)2=1232 解得 3=1.65m 故 C 正确，D 错误。故选 C。3、小球 A的质量为mA=5 kg，动量大小为=4kg m/s，小球 沿光滑水平面向右运动 时与静止的小球 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 的动量大小为=2kg m/s 4 B小球 的质量为 15kg C碰后小球 的动量大小为=5kg m/s D小球 的质量为 3kg 答案：D 解析：AC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 AC 错误；BD由于是弹性碰撞，所以没有机械能损失，故 22=22+22 解得=3kg B 错误，D 正确。故选 D。4、在北京冬奥会中，中国健儿取得了出色的成绩。某次训练中，运动员将质量为 19.1kg 的冰壶甲以某一速度掷出，冰壶在向前运动过程中，碰到了对方的静止冰壶乙，冰壶乙在运动 0.2m 后停下。已知比赛双方所用冰壶完全相同，冰壶与冰面的动摩擦因数为 0.01，当地重力加速度约为 10m/s2。假设两冰壶的碰撞为一维碰撞，且不计碰撞的能量损失，则冰壶甲在碰前的速度约为（）5 A2.0m/sB0.2m/sC1.0m/sD0.1m/s 答案：B 解析：碰撞过程中，甲乙冰壶的动量守恒得 0=1+2 根据能量守恒定律得 1202=1212+1222 对乙冰壶根据动能定理得 =0 1222 解得 0=0.2m/s 故选 B。5、有一条捕鱼小船停靠在湖边码头，小船又窄又长，一位同学想用一个卷尺测量它的质量。他进行了如下操作：首先将船平行码头自由停泊，然后他轻轻从船尾上船，走到船头后停下，而后轻轻下船，用卷尺测出船后退的距离d和船长L。已知他自身的质量为m，则船的质量为（）A(+)B()CD(+)答案：B 解析：6 画出如图所示的草图 设人走动时船的速度大小为v，人的速度大小为v，船的质量为M，人从船尾走到船头所用时间为t。则 =人和船组成的系统在水平方向上动量守恒，取船的速度方向为正方向，根据动量守恒定律得 =0 解得船的质量 =()故 B 正确，ACD 错误。故选 B。6、在光滑的水平轨道上放置一门质量为m1的旧式炮车（不包含炮弹质量），炮弹的质量为m2，当炮车沿与水平方向成 角发射炮弹时，炮弹相对炮口的速度为v0，则炮车后退的速度为（）A20cos1B10cos2 C20cos1+2D10cos1+2 答案：C 解析：炮弹离开炮口时，炮弹和炮车组成的系统在水平方向不受外力，则系统在水平方向动量守恒。设炮车后退的速7 度大小为v，则炮弹对地的水平速度大小为0cos ，取炮车后退的方向为正，对炮弹和炮车组成系统为研究，根据水平方向动量守恒有：0=1 2(0cos )解得 =20cos1+2 故 ABD 错误，C 正确；故选 C。7、质量为1=1kg和2（未知）的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间极短，其 图像如图所示，则（）A被碰物体质量为 3kgB被碰物体质量为 2kg C碰后两物体速度相同 D此碰撞不一定为弹性碰撞 答案：A 解析：C由图像可知，碰撞前2是静止的，1的速度为 1=11=82m/s=4m/s 碰后1的速度为 8 1=11=0 86 2m/s=2m/s 2的速度为 2=22=16 86 2m/s=2m/s 即碰后两物体速度大小相等，方向相反，速度不相同，故 C 错误；AB两物体碰撞过程动量守恒，由动量守恒定律得 11=11+22 解得 2=3kg 故 A 正确，B 错误；D碰撞前总动能 k=k1+k2=12112+12222=(12 1 42+12 3 02)J=8J 碰撞后总动能 k=k1+k2=12112+12222=(12 1 (2)2+12 3 22)J=8J 碰撞前后系统动能不变，故碰撞是弹性碰撞，故 D 错误。故选 A。多选题 8、甲物体在光滑水平面上运动的速度为v1，与静止的乙物体相碰，碰撞过程中无机械能损失，下列结论正确的是（）A乙的质量等于甲的质量时，碰撞后乙的速度为v1 B乙的质量远远大于甲的质量时，碰撞后甲的速度是-v1 9 C乙的质量远远小于甲的质量时，碰撞后乙的速度是 2v1 D碰撞过程中甲对乙做的功大于乙动能的增量 答案：ABC 解析：ABC设甲、乙质量分别为m1、m2，碰前甲的速度为v1，由于碰撞过程中无机械能损失，故是弹性碰撞，根据动量守恒和机械能守恒可以解得两球碰后的速度 v1=121+2v1，v2=211+2v1 当m2=m1时，v2=v1；当m1m2时，v1-v1；当m1m2时，v2=2v1，故 ABC 正确；D根据动能定理可知，碰撞过程中甲对乙做的功等于乙动能的增量，故 D 错误。故选 ABC。9、光滑水平面上有一个质量为 2m，半径为R的光滑圆弧形槽，现将一个质量为m的小钢球从槽的顶端水平A处由静止释放，在小球下滑的过程中，以下说法正确的是（）A小球和槽组成的系统动量守恒 B小球在下滑到圆弧槽的另一侧时，可以到达和A同水平的最高点C C小球下滑到底端B的过程中，圆弧槽向左移动了23 D小球下滑到底端B的过程中，圆弧槽向左移动了3 答案：BD 解析：10 A小球在竖直方向受重力作用，合力不为零，小球和槽组成的系统动量不守恒，故 A 错误；B小球和槽组成的系统水平方向上不受外力，所以系统在水平方向上动量守恒，由题意知水平方向上初动量为零，所以小球上滑到最高点时系统的动量也为零，又因为整个过程系统机械能守恒，初动能和未动能都为零，所以初未状态系统重力势能相同，小球可以到达与等高的C点，故 B 正确；CD设小球小球下滑到底端B的过程中所用时间为，圆弧向左移动的距离为，则小球向右移动的距离为，根据水平方向动量守恒得 =2 解得 =3 故 D 正确，C 错误。故选 BD。10、一颗斜向上抛出的弹丸在飞行到最高点时爆炸成为甲、乙两块水平飞出，已知弹丸在最高点离地高度为5m，速度大小为 2m/s，甲、乙两块弹片的飞行轨迹如图所示，爆炸不计质量损失，忽略空气阻力，重力加速度=10m/s2，下列说法正确的是（）A爆炸后，甲、乙在空中飞行的时间都是 1s B甲的质量小于乙的质量 11 C甲、乙质量之比为 3：1 D无法计算甲、乙质量之比 答案：AC 解析：A爆炸后两块弹片都做平抛运动 =2=2 510s=1s 两块弹片高度相等，则运动时间相等，故 A 正确；BCD弹片在水平方向上做匀速直线运动 1=1，2=2 解得 1=2.5m/s，2=0.5m/s 规定向右为正方向，设弹丸的质量为m，则甲的质量为1，乙的质量为2，炮弹到达最高点爆炸时，水平方向动量守恒，则有 0=11+22，1+2=其中 0=2/解得 1:2=3:1 即甲、乙质量之比为3:1，故 BD 错误 C 正确。故选 AC。填空题 12 11、2018 年俄罗斯世界杯足球比赛中，一足球运动员踢一个质量为 0.4 kg 的足球。（1）若开始时足球的速度是 4 m/s，方向向右，踢球后，球的速度变为 10 m/s，方向仍向右（如图甲所示），则足球的初动量p=_，方向_，足球的末动量p=_，方向_；在这一过程中足球动量的改变量 p=_，方向_。（2）若足球以 10 m/s 的速度撞向球门门柱，然后以 3 m/s 的速度反向弹回（如图乙所示），则这一过程中足球的动量改变量是_，方向_。答案：1.6 kg m/s 向右 4 kg m/s 向右 2.4 kg m/s 向右 5.2 kg m/s 向左 解析：（1）12足球的初动量为 =1=0.4 4kgm/s=1.6kgm/s 速度方向水平向右，则初动量方向向右；34足球的末动量为=2=0.4 10kgm/s=4kgm/s 方向仍为向右；56这一过程中足球动量的改变量 =4kgm/s 1.6kgm/s=2.4kgm/s 方向向右；（2）78 若足球以 10 m/s 的速度撞向球门门柱，设向右为正方向，则初动量为 1=3=4kgm/s 13 然后以 3 m/s 的速度反向弹回，末动量为 2=4=3 0.4kgm/s=1.2kgm/s 则动量的改变量为 =2 1=1.2kgm/s 4kgm/s=5.2kgm/s 则动量改变量的大小为 5.2 kgm/s，方向向左。12、如图所示，游乐场上，两位同学各驾驶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 120 kg，碰撞前水平向右运动，速度的大小为 5 m/s；乙同学和他的车的总质量为 180 kg，碰撞前水平向左运动，速度的大小为 4 m/s。则碰撞后两车共同的运动速度大小为_，方向_。答案：0.4 m/s 水平向左 解析：12设甲同学的车碰撞前的运动方向为正方向，他和车的总质量m1=120 kg，碰撞前的速度v1=5 m/s；乙同学和车的总质量m2=180 kg，碰撞前的速度v2=4 m/s。设碰撞后两车的共同速度为v，则系统碰撞前的总动量为 =11+22=120 5kg m/s+180 (4)kg m/s=120kg m/s 碰撞后的总动量为=(1+2)根据动量守恒定律可知 =代入数据解得 =0.4m/s 14 即碰撞后两车以 0.4 m/s 的共同速度运动，运动方向水平向左.