【物理】2019届一轮复习苏教版专题七　动量和动量守恒学案（江苏专用）

【物理】2019届一轮复习苏教版专题七　动量和动量守恒学案（江苏专用）

专题七　动量和动量守恒 ‎【考纲解读】‎ 考点 内容解读 要求 五年高考统计 常考题型 预测热度 ‎2013‎ ‎2014‎ ‎2015‎ ‎2016‎ ‎2017‎ 动量、动量定理 动量　动量定理 Ⅰ ‎12C(2)‎ 选择题 填空题 计算题 ‎★★★‎ 动量守恒定律及其应用、碰撞 动量守恒定律及其应用 Ⅰ ‎12C(3)‎ ‎12C(3)‎ ‎★★★‎ 弹性碰撞和非弹性碰撞 Ⅰ ‎12C(3)‎ 选择题 计算题 ‎★★☆‎ 分析解读 ‎2018年高考考试说明新增“动量定理”这一考点,同时将“动量守恒定律”这一考点改为“动量守恒定律及其应用”。从以往经验来看,凡是当年变动的考点,在当年高考中必考。“弹性碰撞和非弹性碰撞”只限于一维碰撞的问题。理解动量、动量定理、动量守恒定律的内容并掌握用动量守恒定律解题的基本方法和步骤是本专题的学习重点。知道弹性碰撞和非弹性碰撞的概念,能运用动量守恒定律,并结合能量关系解决简单的碰撞问题。‎ ‎【命题探究】 ‎ ‎【五年高考】‎ 考点一　动量、动量定理　　　　‎ ‎1.[2016江苏单科,12C(2)]已知光速为c,普朗克常量为h,则频率为ν的光子的动量为　　　　。用该频率的光垂直照射平面镜,光被镜面全部垂直反射回去,则光子在反射前后动量改变量的大小为　　　　。 ‎ 答案　　2 ‎2.(2015安徽理综,22,14分)一质量为0.5 kg的小物块放在水平地面上的A点,距离A点5 m的位置B处是一面墙,如图所示。物块以v0=9 m/s的初速度从A点沿AB方向运动,在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7 m/s,碰后以6 m/s的速度反向运动直至静止。g取10 m/s2。‎ ‎(1)求物块与地面间的动摩擦因数μ;‎ ‎(2)若碰撞时间为0.05 s,求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F;‎ ‎(3)求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功W。‎ 答案　(1)0.32　(2)130 N　(3)9 J 考点二　动量守恒定律及其应用、碰撞 ‎1.[2017江苏单科,12C(3)]甲、乙两运动员在做花样滑冰表演,沿同一直线相向运动,速度大小都是1 m/s。甲、乙相遇时用力推对方,此后都沿各自原方向的反方向运动,速度大小分别为1 m/s和2 m/s。求甲、乙两运动员的质量之比。‎ 答案　见解析 解析　由动量守恒,有m1v1-m2v2=m2v2'-m1v1'‎ 解得=‎ 代入数据得= ‎2.[2013江苏单科,12C(3)]如图所示,进行太空行走的宇航员A和B的质量分别为80 kg和100 kg,他们携手远离空间站,相对空间站的速度为0.1 m/s。A将B向空间站方向轻推后,A的速度变为0.2 m/s,求此时B的速度大小和方向。‎ 答案　0.02 m/s　离开空间站方向 ‎3.(2017课标Ⅰ,14,6分)将质量为1.00 kg的模型火箭点火升空,50 g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 kg·m/s B.5.7×102 kg·m/s C.6.0×102 kg·m/s D.6.3×102 kg·m/s 答案　A　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎4.[2015福建理综,30(2),6分]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 ‎5.(2014大纲全国,21,6分)一中子与一质量数为A(A>1)的原子核发生弹性正碰。若碰前原子核静止,则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为(　　)‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ A. B. C. D.‎ 答案　A ‎6.[2016天津理综,9(1)]如图所示,方盒A静止在光滑的水平面上,盒内有一小滑块B,盒的质量是滑块的2倍,滑块与盒内水平面间的动摩擦因数为μ。若滑块以速度v开始向左运动,与盒的左、右壁发生无机械能损失的碰撞,滑块在盒中来回运动多次,最终相对于盒静止,则此时盒的速度大小为　　　　,滑块相对于盒运动的路程为　　　　。 ‎ 答案　　‎ ‎7.[2016课标Ⅲ,35(2),10分]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。‎ 答案　≤μ<‎ ‎【三年模拟】‎ A组　2016—2018年模拟·基础题组 考点一　动量、动量定理 ‎1.(2017江苏扬州中学开学考试,24)(多选)A、B两球在光滑水平面上做相向运动,已知mA>mB,当两球相碰后,其中一球停止,则可以断定(　　)‎ A.碰前A的动量等于B的动量 B.碰前A的动量大于B的动量 C.若碰后A的速度为零,则碰前A的动量大于B的动量 D.若碰后B的速度为零,则碰前A的动量小于B的动量 答案　CD ‎2.(2016江苏苏州期中,2)如图所示,PQS是固定于竖直平面内的光滑的圆弧轨道,圆心O在S的正上方。在O和P两点分别有一质量为m的小物块a和b,从同一时刻开始,a自由下落,b沿圆弧下滑。以下说法正确的是(　　)‎ A.a比b先到达S,它们在S点的动能不相等 B.a与b同时到达S,它们在S点的动量不相同 C.a比b先到达S,它们在S点的动量不相同 D.b比a先到达S,它们在S点的动量相同 答案　C 考点二　动量守恒定律及其应用、碰撞 ‎3.(2017江苏盐城摸底)下列情形中,满足动量守恒条件的是(　　)‎ A.用铁锤打击放在铁砧上的铁块,打击过程中,铁锤和铁块的总动量 B.子弹水平穿过放在光滑桌面上的木块的过程中,子弹和木块的总动量 C.子弹水平穿过墙壁的过程中,子弹和墙壁的总动量 D.棒击垒球的过程中,棒和垒球的总动量 答案　B ‎4.(2017江苏泰州月考,3)质量为2 kg的小车以2 m/s的速度沿光滑的水平面向右运动,若将质量为2 kg的沙袋以3 m/s的速度迎面扔上小车,则沙袋与小车一起运动的速度的大小和方向是(　　)‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ A.2.6 m/s,向右 B.2.6 m/s,向左 C.0.5 m/s,向左 D.0.8 m/s,向右 答案　C ‎5.(2017江苏连云港期中)(多选)如图所示,小车C放在光滑地面上,A、B两人站在车的两端,这两人同时开始相向行走,发现车向左运动,分析小车运动的原因可能是(　　)‎ A.A、B质量相等,但A比B速率大 B.A、B质量相等,但A比B速率小 C.A、B速率相等,但A比B的质量大 D.A、B速率相等,但A比B的质量小 答案　AC ‎6.(2017江苏宿迁调研)如图所示,在光滑水平面上叠放着质量为mA与mB的物体A和B(设B足够长),A与B间的动摩擦因数为μ,质量为m的小球以水平速度v射向A,以的速度弹回,求A与B相对静止后的速度。‎ 答案　‎ ‎7.[2016江苏扬州二模,12C(3)]如图所示,在水平光滑直导轨上,静止着三个质量均为m=1 kg的相同小球A、B、C,现让A球以v0=2 m/s的速度向着B球运动,A、B两球碰撞后粘在一起,两球继续向右运动并与C球碰撞,C球的最终速度vC=1 m/s。问:‎ ‎①A、B两球与C球相碰前的共同速度为多大?‎ ‎②两次碰撞过程中一共损失了多少动能?‎ 答案　①1 m/s　②1.25 J B组　2016—2018年模拟·提升题组 一、选择题(每题5分,共30分)‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎1.(2017江苏镇江期末)如图所示,设车厢长为L,质量为M,静止在光滑水平面上,车厢内有一质量为m的物体,以速度v0向右运动,与车厢壁来回碰撞n次后,静止于车厢中,这时车厢的速度为(　　)‎ A.v0,水平向右 B.0‎ C.,水平向右 D.,水平向右 答案　C ‎2.(2017江苏南京月考)长木板A静止放在光滑水平桌面上,质量为m的物体B以水平初速度v0滑上A的上表面,经过t1时间后,二者达到相同的速度v1,它们的速度图像如图所示,则在此过程中不能求得的物理量是(　　)‎ A.木板获得的动能 B.系统损失的机械能 C.木板的长度 D.A、B之间的动摩擦因数 答案　C ‎3.(2016江苏连云港期中,5)在高速公路上发生一起交通事故,一质量为1 500 kg、向南行驶的长途客车迎面撞上了一质量为3 000 kg、向北行驶的卡车,碰后两辆车接在一起,并向南滑行了一段距离。根据测速仪的测定,长途客车碰前以20 m/s的速度行驶,由此可判断卡车碰前的行驶速率(　　)‎ A.小于10 m/s B.大于10 m/s,小于20 m/s C.大于20 m/s,小于30 m/s D.大于30 m/s,小于40 m/s 答案　A ‎4.(2017江苏无锡期中)下列四幅图所反映的物理过程中,系统动量守恒的是(　　)‎ A.只有甲、乙正确 B.只有丙、丁正确 C.只有甲、丙正确 D.只有乙、丁正确 答案　C ‎5.(2017江苏连云港期中)如图所示,在光滑水平面上,有一质量为m=3 kg的薄板和质量为m'=1 kg的物块,都以v=4 m/s的初速度向相反方向运动,它们之间有摩擦,薄板足够长,当薄板的速度为2.4 m/s时,物块的运动情况是(　　) ‎ A.做加速运动 B.做减速运动 C.做匀速运动 D.以上运动都可能 答案　A ‎6.[2016江苏无锡模拟,12C(1)](多选)如图所示,A、B两物体的质量比mA∶mB=3∶2,它们原来静止在平板车C上,A、B间有一根被压缩了的弹簧,A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同,地面光滑。当弹簧突然释放后,则有(　　)‎ A.A、B系统动量守恒 B.A、B、C系统动量守恒 C.平板车向左运动 D.平板车向右运动 答案　BC 二、非选择题(每题10分,共30分)‎ ‎7.[2017江苏扬州中学12月月考,12C(2)]一个质量为50 kg的人站立在静止于平静的水面上的质量为400 kg的船上,突然船上人对地以2 m/s的水平速度跳向岸,不计水的阻力,则船以　　　　m/s的速度后退;若该人向上跳起,以人船为系统,人船系统的动量　　　　(填“守恒”或“不守恒”)。 ‎ 答案　0.25　不守恒 ‎8.[2018江苏金太阳高三12月联考,12C(3)]如图所示,两个质量都是1 kg的物体,沿同一直线运动,速度分别为v1=3 m/s、v2=2 m/s,它们发生碰撞后仍在同一直线上运动,速度分别为v1'和v2',求:‎ ‎①当v1'=2 m/s时,v2'的大小;‎ ‎②在各种可能的碰撞中,系统机械能损失最大时,v1'和v2'的大小。‎ 答案　①3 m/s　②2.5 m/s ‎9.[2017苏北四市第一学期期末,12C(3)]在某次短道速滑接力赛中,运动员甲以7 m/s的速度在前面滑行,运动员乙以8 m/s的速度从后面追上,并迅速将甲向前推出,完成接力过程。设甲、乙两运动员的质量均为50 kg,推后运动员乙的速度变为5 m/s,方向向前,若甲、乙接力前后在同一直线上运动,求接力后甲的速度大小。‎ 答案　10 m/s C组　2016—2018年模拟·方法题组 方法1　应用动量定理解题的步骤方法 ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎1.(2017内蒙古包头段考,8)为估算池中睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压强,小明在雨天将一圆柱水杯置于露台,测得1小时内杯中水位上升了45 mm。查询得知,当时雨滴竖直下落速度约为12 m/s,据此估算该压强约为(设雨滴撞击睡莲后无反弹,不计雨滴重力,雨水的密度为1×103 kg/m3)(　　)‎ A.0.15 Pa B.0.54 Pa C.1.5 Pa D.5.4 Pa 答案　A 方法2　应用动量守恒定律解题的步骤方法 ‎2.(2017江苏常州调研)将两个完全相同的磁铁(磁性极强)分别固定在质量相等的小车上,水平面光滑,开始时甲车速度大小为3 m/s,乙车速度大小为2 m/s,方向相反并在同一直线上,如图所示。‎ ‎(1)当乙车速度为零时,甲车的速度多大?方向如何?‎ ‎(2)由于磁性极强,故两车不会相碰,那么两车的距离最小时,乙车的速度是多大?方向如何?‎ 答案　(1)1 m/s　向右　(2)0.5 m/s　向右 ‎3.(2017江苏苏州月考)光滑水平轨道上有三个木块A、B、C,质量分别为mA=3m,mB=mC=m,开始时B、C均静止,A以初速度v0向右运动,A与B碰撞后分开,B又与C发生碰撞并粘在一起,此后A与B间的距离保持不变。求B与C碰撞前B的速度大小。‎ 答案　v0‎ ‎4.(2017重庆十一中月考,13)在如图所示的光滑水平面上,小明站在静止的小车上用力向右推静止的木箱,木箱离开手以3 m/s的速度向右匀速运动,运动一段时间后与竖直墙壁发生弹性碰撞,反弹回来被小明接住后不再变化。已知木箱的质量为40 kg,人与车的质量为60 kg。求:‎ ‎①推出木箱后小明和小车一起运动的速度大小;‎ ‎②小明接住木箱后三者一起运动,在接木箱过程中系统损失的机械能是多少?‎ ‎③整个运动过程中,小明对木箱产生的冲量是多少?‎ 答案　①2 m/s　②12 J　③144 N·s 方法3　判断碰撞类问题的三个依据 ‎5.(2017江苏盐城调研)如图所示,光滑水平面上有两辆车,甲车上面有发射装置,甲车连同发射装置质量M1=1 kg,车上另有一个质量为m=0.2 kg的小球,甲车静止在水平面上,乙车以v0=8 m/s的速度向甲车运动,乙车上有接收装置,总质量M2=2 kg,问:甲车至少以多大的水平速度将小球发射到乙车上,两车才不会相撞?(球最终停在乙车上)‎ 答案　25 m/s ‎6.[2016江苏苏锡常镇三模,12C(3)]在某次斯诺克比赛中,白球以4 m/s的速度被推出,与正前方另一静止的相同质量的红球发生对心正碰,碰后红球的速度为3 m/s,运动方向与白球碰前的运动方向相同,不计球与桌面间的摩擦。‎ ‎①求碰后瞬间白球的速度大小;‎ ‎②试通过计算说明该碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞。‎ ‎7.(人教选修3-5,十六—3—2,变式)A、B两个物体在光滑水平面上沿同一直线同向运动,A的质量是4 kg,速度是9 m/s,B的质量是2 kg,速度是6 m/s。A从后面追上B,它们相互作用一段时间后,B的速度增大为8 m/s,方向不变。求两物体相互作用过程中A物体的动量变化量和A、B两物体组成的系统损失的机械能。‎ 答案　-4 kg·m/s　6 J