专题七 过关检测七 动量守恒定律-2020高考物理【高考高手】必刷专题综合练

过关检测七　动量守恒定律 ◆建议用时:30分钟　　实际用时:　　　  1.为了模拟宇宙大爆炸初期的情境,科学家利用粒子加速器来加速两个带正电的重离子,使它们沿同一条直线相向运动而发生猛烈碰撞。若要碰撞时动能尽可能多地转化为内能,应设法使这两个重离子在碰撞前的瞬间具有相同大小的(　　) 　　　　 　　　　　 　　　　　 A.速度 B.动能 C.动量 D.质量 答案C 解析碰撞时尽可能多的动能转化为内能,也就是在碰撞过程中损失的机械能尽可能多,在完全非弹性碰撞中,碰撞后两粒子速度相同时,粒子损失的机械能最多。在碰撞过程中动量守恒,碰撞前系统总动量为零,则碰撞后系统的总动量亦为零,所以应设法使这两个重离子在碰撞前的瞬间具有相同大小的动量,这样可使碰撞后粒子的动能为零,故C项正确。 碰撞的种类及遵从的规律 种类 遵从的规律 弹性碰撞 动量守恒,机械能守恒 非弹性碰撞 动量守恒,机械能有损失 完全非弹 性碰撞 动量守恒,机械能损失最大 2.如图所示,用一棋子压着一纸条,放在水平桌面上接近边缘处。第一次慢拉纸条将纸条抽出,棋子掉落在地上的P点。第二次快拉将纸条抽出,棋子掉落在地上的N点。两次现象相比(　　) A.第一次棋子的惯性更小 B.第二次棋子受到纸条的摩擦力更小 C.第一次棋子受到纸条的冲量更小 D.第二次棋子离开桌面时的动量更小 答案D 解析两次拉动中棋子的质量没变,故其惯性不变,故A错误;因为正压力不变,故纸带对棋子的摩擦力没变,故B错误;因为快拉时作用时间变短,故摩擦力对棋子的冲量变小了,第二次棋子受到纸条的冲量更小,故C错误;由动量定理可以知道,第二次棋子离开桌面时合外力的冲量小,则棋子离开桌面时的动量小,故D正确。 分析此题应明确两点: (1)冲量和功不同。恒力在一段时间内可能不做功,但一定有冲量。特别是力作用在静止的物体上也有冲量。 (2)棋子状态的变化取决于棋子受到的合外力,本题中棋子质量不变,惯性及摩擦力不变,由动量定理可以知道其动量的变化。 3.垒球运动与棒球运动可以说是姐妹项目,有许多共同之处。棒球和垒球的场地和器材相似,竞赛规则也基本相同。垒球与棒球的主要不同之处在于垒球球体较大,场地较小,垒间和投球距离也较短。假设一个质量为0.18 kg的垒球,以15 m/s的水平速度飞向球棒,被球棒打击后反向水平飞回,速度大小变为35 m/s,设球棒与垒球的作用时间为0.01 s。下列说法正确的是(　　) A.球棒对垒球的平均作用力大小为360 N B.球棒对垒球的平均作用力大小为900 N C.球棒对垒球做的功为900 J D.球棒对垒球做的功为110.25 J 答案B 解析根据动量定理得Ft=mv2-mv1,解得F= N=-900 N,A错误,B正确;根据动能定理得W=×0.18×352 J-×0.18×152 J=90 J,C、D错误。 4.如图所示,位于光滑水平面上的小滑块P和Q都可视作质点,质量相等。Q与轻质弹簧相连。设Q静止,P以某一初速度向Q运动并与弹簧发生碰撞。在整个过程中,弹簧具有的最大弹性势能等于 (　　) A.P的初动能 B.P的初动能的 C.P的初动能的 D.P的初动能的 答案D 解析在整个过程中,弹簧具有最大弹性势能时,P和Q的速度相同,根据动量守恒定律mv0=2mv;根据机械能守恒定律,有Ep=-2×mv2=Ek0,故弹簧具有的最大弹性势能等于P的初动能的,故选项D正确。 光滑水平面上,若将轻弹簧连接体系统的动能损失(等于弹簧的弹性势能)视为一般碰撞问题中的ΔE,则弹簧连接体的运动可视为碰撞模型。 (1)弹簧处于原长状态时,可视为弹性碰撞。 (2)弹簧压缩最短或拉伸最长时,弹簧的弹性势能最大,即动能损失最大,对应完全非弹性碰撞。在规定了正方向的情况下,求出的两组速度解分别对应弹簧最短和最长的情况。 (3)弹簧连接体问题一般会得到两组速度解,且均有实际物理意义,故需要联系具体情况保留或舍去。 5.(多选)A、B两球之间压缩一根轻弹簧,静置于光滑水平桌面上。已知A、B两球质量分别为2m和m。当用板挡住A球而只释放B球时,B球被弹出落于距桌边距离为s的水平地面上,如图所示。当用同样的程度压缩弹簧,取走A左边的挡板,将A、B同时释放,则(　　) A.两种情况下B小球获得的速度一样大 B.第二种情况B小球获得的速度变小 C.第二种情况A、B两小球及弹簧组成的系统动量守恒 D.第二种情况B球的落地点距桌边距离为s 答案BCD 解析当用板挡住小球A而只释放B球时,根据能量守恒有Ep=,由平抛运动规律有s=v0t。当用同样的程度压缩弹簧,取走A左边的挡板,将A、B同时释放,设A、B的速度分别为vA和vB,根据动量守恒得2mvA-mvB=0,根据能量守恒得Ep=×2m,解得vB=v0,所以B球