专题16 动量(解析版)-11年(2010-2020)高考全国1卷物理试题分类解析
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专题16 动量(解析版)-11年(2010-2020)高考全国1卷物理试题分类解析

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资料简介
1 10 年高考(2010-2020 年)全国 1 卷物理试题分类解析(解析版) 第 16 章 动量 一、 选择题 1.(2017 年)14.将质量为 1.00kg 的模型火箭点火升空,50g 燃烧的燃气以大小为 600 m/s 的 速度从火箭喷口在很短时间内喷出。在燃气喷出后的瞬间,火箭的动量大小为(喷出过程 中重力和空气阻力可忽略) A.30 B.5.7×102 C.6.0×102 D.6.3×102 【解析】 【答案】A 2(2018 年.全国 1 卷)14.高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的均加速直线运动,在启动阶段列车 的动能 A.与它所经历的时间成正比 B.与它的位移成正比 C.与它的速度成正比 D.与它的动量成正比 【解析】 ,与位移 成正比。 ,与速度平方,时间平方, 动量平方成正比。 【答案】14.B 3.(2018 年全国 2 卷)15.高空坠物极易对行人造成伤害。若一个 50 g 的鸡蛋从一居民楼的 25 层 坠下,与地面的撞击时间约为 2 ms,则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为 A.10 N B.102 N C.103 N D.104 N 【解析】设 ,根据动能定理 和动量定理 解得 【答案】15.C 二、 计算题 kg m/s⋅ kg m/s⋅ kg m/s⋅ kg m/s⋅ skgmskgmmvp /30/6001050 3 =××== − max2 1 2 == mvEk x m ptmamvEk 22 1 2 1 2 222 === mh 50= 2 2 1 mvmgh = t mvmgF ∆=− =F N3105.3 ×2 1.(2010 年)35(2)(10 分)如图所示,光滑的水平地面上有一木板,其左端放有一重物, 右方有一竖直的墙。重物质量为木板质量的 2 倍,重物与木板间的动摩擦因数为 。使木板与 重物以共同的速度 向右运动,某时刻木板与墙发生弹性碰撞,碰撞时间极短。求木板从第一 次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间。设木板足够长,重物始终在木板上。重力加速度为 g。 【解析】木板第一次与墙碰撞后,向左匀减速直线运动,直到静止,再反向向右匀加速直线运 动直到与重物有共同速度,再往后是匀速直线运动,直到第二次撞墙。 木板第一次与墙碰撞后,重物与木板相互作用直到有共同速度,动量守恒,有: ,解得: 木板在第一个过程中,用动量定理,有: 用动能定理,有: 木板在第二个过程中,匀速直线运动,有: 木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间 t=t1+t2= + = 解法 2。分 3 个阶段求解。 第 1 过 程 , 木 板 第 一 次 与 墙 碰 撞 后 , 向 左 匀 减 速 直 线 运 动 , 直 到 静 止 , 加 速 度 ,时间 ,位移 。 第 2 过程,木板反向向右匀加速直线运动直到与重物有共同速度 ,根据(以上两过程始末) 动量守恒, ,解得: 。 第 2 过程的时间 ,位移 。 第 3 个 过 程 , 木 板 与 木 块 一 起 匀 速 直 线 运 动 , 直 到 木 板 第 二 次 撞 墙 , 时 间 µ 0v vmmmvmv )2(2 00 +=− 3 0vv = 10 2)( mgtvmmv µ=−− mgsmvmv 22 1 2 1 2 0 2 µ−=− 2vts = g v µ3 2 0 g v µ3 2 0 g v µ3 4 0 gm mg µµ 22a =⋅= g v a vt µ2 00 1 == g v a v µ42s 2 0 2 0 1 == v vmmmvmv )2(2 00 +=− 3 0vv = g v a vt µ6 0 2 == g v a v µ362s 2 0 2 2 ==3 , 总时间 。 本题考查动量守恒定律和匀变速运动及匀速运动的规律。 2.(2011 年)35.(2)(9 分)如图,三个木块的质量均为 m,置于光滑的水平桌面上。B、C 之间有一轻质弹簧,弹簧的两端与木块接触而不连接。将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把 B 和 C 紧连,使弹簧不能伸展,以至于 B、C 可视为一个整体。现 A 以初速 沿 B、C 的连线方 向朝 B 运动,与 B 相碰并粘合在一起。以后细线突然断开,弹簧伸展,从而使 C 与 AB 分离。 已知 C 离开弹簧时的速度为 ,求弹簧释放的势能。 (2)【解析】设碰后 A、B、C 的速度的大小为 v,由动量守恒得 mv0=3mv ① 设 C 离开弹簧时,A、B 的速度大小为 v1,由动量守恒得 3mv=2mv1+mv0 ② 设弹簧的弹性势能为 EP,从细线断开到 C 与弹簧分开的过程中机械能守恒, ③ 由①②③式得弹簧所释放的势能为 ④ 3.(2012 年)18.如图,小球 a、b 用等长细线悬挂于同一固定点 O.让球 a 静止下垂,将球 b 向右拉起,使细线水平.从静止释放球 b,两球碰后粘在一起向左摆动,此后细线与竖直方向 之间的最大偏角为 60°.忽略空气阻力,求 (i)两球 a、b 的质量之比; (ii)两球在碰撞过程中损失的机械能与球 b 在碰前的最大动能之比. g v v ss v st µ3 2 0213 3 =−== =++= 321 tttt g v µ3 4 0 0v 0v 2 0 2 1 2 2 1)2(2 1)32 1 mvvmEvm P +=+( 2 3 1 oP mvE =4 【解析】(1)b 球下摆过程中,由动能定理得: m2gL= m2v02﹣0, 碰撞过程动量守恒,由动量守恒定律可得: m2v0=(m1+m2)v, 两球向左摆动过程中,由机械能守恒定律得: (m1+m2)v2=(m1+m2)gL(1﹣cosθ), 解得: =( ﹣1):1=( ﹣1):1 (2)两球碰撞过程中损失是机械能: Q=m2gL﹣(m1+m2)gL(1﹣cosθ), 碰前 b 球的最大动能 Eb= m2v02, =【1﹣ (1﹣cosθ)】:1=(1﹣ ):1 【答案】(i)两球 a、b 的质量之比为( ﹣1):1 (ii)两球在碰撞过程中损失的机械能与球 b 在碰前的最大动能之比为(1﹣ ):1 4.(2013 年)35.(2)(9 分) 在粗糙的水平桌面上有两个静止的木块 A 和 B,两者相距 为 d。现给 A 一初速度,使 A 与 B 发生弹性正碰,碰撞时间极短;当两木块都停止运动后,相 距仍然为 d。已知两木块与桌面之间的动摩擦因数均为μ。B 的质量为 A 的 2 倍,重力加速度 大小为 g。求 A 的初速度的大小。 【解析】由于 A、B 碰撞时间极端,系统所受外力远小于内力,系统动量守恒,故有 ,由于是弹性碰撞,碰撞前后系统总动能相等,故有 ;5 对碰撞后 A、B 的运动分别运用动能定理有 、 ,依题 意 有 ; 对 碰 撞 前 A 的 运 动 运 用 动 能 定 理 有 。 解 得 : 。 【答案】 。 5.(2014 年)35.(2)(9 分)如图,质量分别为 m 、m 的两个弹性小球 A、B 静止在地面上方, B 球距地面的高度 h=0.8m,A 球在 B 球的正上方。先将 B 球释放,经过一段时间后再将 A 球 释放。当 A 球下落 t=0.3s 时,刚好与 B 球在地面上方的 P 点处相碰,碰撞时间极短,碰后瞬 间 A 球的速度恰为零。已知 m =3 m ,重力加速度大小 g=10m/s ,忽略空气阻力及碰撞中 的动能损失。求(i)B 球第一次到达地面时的速度;(ii)P 点距地面的高度。 (i)【解析】设 B 球第一次到达地面时的速度大小为 v ,由运动学公式有 v = 将 h=0.8m 代入上式,得 v =4m/s ○2 (ii)【解析】设两球相碰前后,A 球的速度大小分别为 和 ( =0),B 球的速度分别为 和 。由运动学规律可得 =gt ○3 A B B A 2 B B gh2 B 1v ' 1v ' 1v 2v ' 2v 1v6 由于碰撞时间极短,重力的作用可以忽略,两球相碰前后的动量守恒,总动能保持不变。规 定向下的方向为正,有 m + m = m ○4 m + m = m ○4 ○5 设 B 球与地面相碰后的速度大小为 ,由运动学及碰撞的规律可得 = ○6 设 P 点距地面的高度为 h',由运动学规律可得 h'= ○7 联立○2○3○4○4○6○7式,并代入已知条件可得 h'=0.75m ○8 6.(2015 年)35.(2)(10 分)如图,在足够长的光滑水平面上,物体 A、B、C 位于同一直线上,A 位于 B、C 之间。A 的质量为 m,B、C 的质量都为 M,三者均处于静止状态。现使 A 以某一 速度向右运动,求 m 和 M 之间应满足什么条件,才能使 A 只与 B、C 各发生一次碰撞。设物 体间的碰撞都是弹性的。 【解析】A 向右运动与 C 发生第一次碰撞,碰撞过程中,系统的动量守恒、机械能守恒。设速 度方向向右为正, 开始时 A 的速度为 0,第一次碰撞后 C 的速度为 C1,A 的速度为 A1。由动量守恒定律和 机械能守恒 定律得 联立以上 2 式解得: 如果 m>M,第一次碰撞后,A 与 C 速度同向,且 A 的速度小于 C 的速度,不可能与 B 发 生碰撞;如果 A 1v B 2v B ' 2v 2 1 A 1v 2 2 1 B 2v 2 2 1 B ' 2v 2 ' Bv ' Bv Bv g vvB 2 2 2 ' − υ υ υ 110 CA Mvmvmv += 2 1 2 1 2 0 2 1 2 1 2 1 CA mvmvmv += 01 vMm MmvA + −= 01 2 vMm mvC +=7 m=M,第一次碰撞后,A 停止,C 以 A 碰前的速度向右运动,A 不可能与 B 发生碰撞;所 以只需考虑 m

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