2024届高考物理一轮复习练：动量守恒定律的应用（反冲、爆炸、人船模型）

高考一轮复习-动量守恒定律的应用-反冲、爆炸、人船模型 1、爆炸模型：通过爆炸/重力做功的形式产生能量（能量增多） 能量来源：化学能、弹性势能等 化学能： 1.一发炮弹从地面以与水平面夹角60o的速度射向天空，在最高点爆炸分为质量为m和2m的两部分，其中质量为m的部分爆炸后自由落体，经时间落到地面。不计空气阻力，重力加速度为g，求： （1）炮弹爆炸前在最高点的速度为多少？ （2）炮弹爆炸释放的化学能为多少？（设释放的化学能全部转化为机械能。） 2.节假日，某游乐场在确保安全的情况下燃放爆竹。工作人员点燃一质量为m=0.3kg的爆竹，在t =0.01s时间内爆竹发生第一次爆炸向下高速喷出少量高压气体（此过程爆竹位移可以忽略），然后被竖直发射到距地面H = 20m的最高处；此时剩余火药发生第二次爆炸，将爆竹炸成两部分，其中一部分的质量为m1=0.2kg，以速度v1=20m/s向东水平飞出，第二次爆炸时间极短，不计空气阻力和火药的质量。求： （1）第一次火药爆炸，爆竹动量变化量的大小； （2）第一次火药爆炸过程中高压气体对爆竹平均作用力的大小； （3）第二次火药爆炸后爆竹两部分落地点间距的大小。 3.如图所示，长为2R的平板车右端安装一个半径为R的四分之一光滑圆弧轨道，平板车平面刚好与轨道最低点相切，质量均为m的A、B两个物块（大小忽略不计）紧挨着放在平板车的中点，两物块之间放有少量炸药，两物块与平板车间的动摩擦因数均为0.5，点燃炸药让其爆炸，爆炸时间极短，结果物块B恰好能上升到圆弧轨道的最高点，已知平板车（包括圆弧轨道）的质量为2m，重力加速度为g，不计空气阻力。 （1）求物块A滑离平板车时的速度大小及炸药爆炸时对A、B两物体所做的功； （2）试分析物块B会不会滑离长木板，如果能，说明为什么，如果不能，物块B与长木板相对静止时离板的右端距离为多少？    弹性势能: 4.静止在水平地面上的两小物块A、B，质量分别为mA=1kg，mB=4kg；两者之间有一被压缩的微型弹簧，如图所示。某时刻，将压缩的微型弹簧释放，使A、B瞬间分离，两物块获得的动能之和为EK=10J。A、B与地面之间的动摩擦因数均为。重力加速度取g=10m/s2。 (1)求弹簧释放后瞬间A、B速度的大小； (2)物块A、B中的哪一个先停止？该物块刚停止时A与B之间的距离是多少？还需要多久另一个物体也能停止？ (3)A和B都停止后，A与B之间的距离是多少？ 5.如图所示，半圆轨道竖直固定在光滑水平面上，直径MN竖直。刚开始时，小物块P和Q静止，二者间有一被压缩后锁定的轻弹簧（与物块未栓接），弹簧锁定时的弹性势能为9J。解除锁定（时间极短）后，P、Q将与弹簧分离。已知P、Q的质量均为0.25kg，半圆轨道的半径R=0.4m，重力加速度g取10m/s2，不计一切阻力。问： (1)解除锁定后，P、Q与弹簧分离时的速度大小； (2)判断Q能否通过半圆轨道的最高点，并说明理由。 2、人船模型：初动量=0 1.如图所示，质量为M=300kg的小船，长为L=3m，浮在静水中．开始时质量为m =60kg的人站在船头，人和船均处于静止状态，不计水的阻力，若此人从船头向船尾行走： （1）当人的速度大小为5m/s时，船的速度大小为多少； （2）当人恰走到船尾时，船前进的距离。 2．质量为 M的气球上有一质量为 m的猴子，气球和猴子静止在离地高为 h的空中．从气球上放下一架不计质量的软梯，为使猴子沿软梯安全滑至地面，则软梯至少应为多长？ 3．如图，质量为M的小车静止在光滑水平面上，小车AB段是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道，BC段是长为L的粗糙水平轨道，两段轨道相切于B点。一质量为m的滑块从小车上的A点由静止开始沿轨道下滑，然后滑入BC轨道，最后从C点滑出小车。已知滑块质量，滑块与轨道BC间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。 （1）若固定小车，求滑块运动过程中对小车的最大压力。 （2）若不固定小车，滑块仍从A点由静止下滑，求： ①滑块运动过程中，小车的最大速度大小vm； ②滑块从B到C运动过程中，小车的位移大小s。 4．质量均为m的木块A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为l的刚性细线，细线另一端系一个可以看作质点的球C，质量也为m。现将C球拉至与O点等高处且使细线自然伸直，由静止释放C球，求： （1）A、B恰好分离时C球的速度大小； （2）C球从释放到首次达到最低点的过程中木块B的位移s。 试卷第1页，共3页 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 火箭反冲 1.一火箭喷气发动机每次喷出m＝200g的气体，气体离开发动机喷出时的速度v＝1000m/s。设火箭质量M＝300kg，发动机每秒钟喷气20次。当第三次喷出气体后，火