2019年高考物理备考优生百日闯关系列专题07碰撞与动量守恒含解析20190524148.wps
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1、专题 0707 碰撞与动量守恒 第一部分名师综述 综合分析近几年的高考物理试题发现,试题在考查主干知识的同时,注重考查基本概念和基本 规律。 考纲要求 1、理解动量、动量变化量的概念;知道动量守恒的条件。 2、会利用动量守恒定律分析碰撞、反冲等相互作用问题。 命题规律 1、动量和动量的变化量这两个概念常穿插在动量守恒定律的应用中考查。 2、动量守恒定律的应用是本部分的重点和难点,也是高考的热点;动量守恒定律结合能量守 恒定律来解决碰撞、打击、反冲等问题,以及动量守恒定律与圆周运动、核反应的结合已成为 近几年高考命题的热点。 第二部分精选试题 一、单选题 1如图所示,左图为大型游乐设施跳楼机,右
2、图为其结构简图。跳楼机由静止从 a自由下落 到 b,再从 b开始以恒力制动竖直下落到 c停下。已知跳楼机和游客的总质量为 m,ab高度差 为 2h,bc高度差为 h,重力加速度为 g。则 A从 a到 b与从 b到 c的运动时间之比为 2:1 B从 a到 b,跳楼机座椅对游客的作用力与游客的重力大小相等 C从 a到 b,跳楼机和游客总重力的冲量大小为m gh D从 b到 c,跳楼机受到制动力的大小等于 2mg 【答案】 A 【解析】 【详解】 1 2 t1 = A由题意可知,跳楼机从 a运动 b过程中做自由落体运动,由2h = 可得,下落时间 2gt1 1 4h g = 2 h 2 g,由v 可
3、知,运动到 b 的速度大小为 ;跳楼机从 a 1 2 v2b = 2ah a = 2g 运动b过程中做减速运动,同理可得h = , ,解得减速过程的加速度大小为 , 2at2 h h h 时间为t2 = ,故从 a 到 b 与从 b 到 c 的运动时间之比为 ,故 A 正确; g t1:t2 = 2 g: g = 2:1 B从 a 到 b,跳楼机做自由落体运动,故跳楼机座椅对游客的作用力为零,故 B 错误; C从a到b,根据动量定理可得IG = mvb = 2m gh,则跳楼机和游客总重力的冲量大小为2m gh, 故 C 错误; D从 b 到 c,根据牛顿第二定律有:F - mg = ma =
4、 2mg,解得跳楼机受到制动力的大小为 F = 3mg,故 D 错误。 2北京时间 2009 年 3 月 1 日下午 15时 36 分,在距月球表面 100km的圆轨道上运行的质量为 1.2 103kg (连同燃料)的“嫦娥一号”卫星,在北京航天飞行控制中心科技人员的控制下发 动机点火。在极短的时间内以 4.92km/s的速度(相对月球表面)向前喷出质量为 50kg 的气体 后,卫星减速。只在月球引力的作用下下落,最后成功撞击到月球东经 52.36 度、南纬 1.50 度的预定的丰富海区域,实现了预期目标,为中国探月一期工程画上一个圆满的句号。已知月 球的半径R = 1.7 103km,月球表
5、面的重力加速度 g/=1.8m/s2。则“嫦娥一号”喷气后的速 度约为() A1.10 km/s B1.56km/s C2.88km/s D3.78km/s 【答案】 B 【解析】 【详解】 Mm v2 Mm “嫦娥一号”卫星在距离月球表面 100km做圆周运动时:G R + h其中G ,则 = m = mg (R + h)2 R2 g 1.8 解得:v = R 1.8 10 6m/s = 1.7 10 ;喷气的过程根据动量守恒 = 1.7 106 3m/s R + h 定 律 : mv = (m - m)v1 +mv2解 得 v1 = mv - mv2 m - m = 1.2 103 1.7
6、 103 - 50 4.92 103 1.2 103 - 50 m/s = 1.56 103m/s = 1.56km/s ,故选 B. 3随着科幻电影流浪地球的热映,“引力弹弓效应”进入了公众的视野。“引力弹弓效 应”是指在太空运动的探测器,借助行星的引力来改变自己的速度。为了分析这个过程,可以 提出以下两种模式:探测器分别从行星运动的反方向或同方向接近行星,分别因相互作用改变 了速度。如图所示,以太阳为参考系,设行星运动的速度为u,探测器的初速度大小为 v0,在 2 图示的两种情况下,探测器在远离行星后速度大小分别为 v1和 v2.探测器和行星虽然没有发生 直接的碰撞,但是在行星的运动方向上
7、,其运动规律可以与两个质量不同的钢球在同一条直线 上发生的弹性碰撞规律作类比。那么下列判断中正确的是 Av1v0 Bv1= v0 Cv2v0 Dv2=v0 【答案】 A 【解析】 【详解】 设探测器的质量为 m,行星的质量为 M,探测器和行星发生弹性碰撞. 1 A、B、对于模型一:设向左为正,由动量守恒定律:Mu - mv0 = mv1 +Mu1,由能量守恒2Mu 2 + 1 2 2mv 0 = 1 2 2mv 1 + 1 2Mu + Mv0 - mv0 2 2Mu1 v1 = ,联立解得探测器碰后的速度 M + m ,因M m,则v1 2U + v0 v0,故 A 正确,B 错误. 1 C、
8、D、对于模型二:设向左为正,由动量守恒定律:Mu + mv0 = -mv2 +Mu2,由能量守恒 2Mu 2 + 1 2 2mv0 = 1 2 2mv 2 + 1 Mv0 - 2Mu - mv0 2 2Mu2 v2 = ,联立解得探测器碰后的速度 M + m ,因 M m,则 v2 v0 -2U 0.5v 1 AB两球碰撞过程能量可能有损失,由能量关系有: 2 1 2 2mv 1 2 2 2mv 2mv2 1 +2 3 两式联立得:v2 2 3v 由两式可得:0.5v 0)的小物块,在距离电场区 域为 a 处以一定的初 速度在一水平绝缘平面上向右运动,物块与绝缘平面的摩擦因数为,物块在运动过程
9、中要穿 越宽度为 2a,场强大小为 E 的电场区域,当场强方向竖直向下时,物块停留在离开电场区域 左边缘的 0.5a处,当场强方向向上时,物块停留在距离电场区域右侧的 a 处。求: (1)电场强度的大小,以及物块的初速度; (2)若增加物块初速度的大小,当电场向下时,物块仍能停在电场区域内。求电场向上时物 块运动的时间与电场向下情况下物块运动时间差值的最小值。并求出对应的初速度。 mg a 【答案】(1)E = q;v0 = 2 ga(2)tmin = 2 g;v0 = 6ga 【解析】 【详解】 1 2 (1)当场强方向竖直向下时,由动能定理: 0 = mga + (mg + qE) 0.5
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