第六章 动量守恒定律 章末素养提升-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮教师用书word（新教材，人教版）

章末素养提升

 [科学小报] 第24届冬季奥林匹克运动会,即2022年北京冬季奥运会,于2022年2月4日星期五开幕,2月20日星期日闭幕。北京冬季奥运会设 7个大项,15个分项,109个小项。北京赛区承办所有的冰上项目;延庆赛区承办雪车、雪橇及高山滑雪项目;张家口赛区的崇礼区承办除雪车、雪橇及高山滑雪之外的所有雪上项目。在本届冬奥会上,中国体育代表团取得了9金、4银、2铜,共 15枚奖牌的佳绩,金牌数和奖牌数均创单届冬奥会历史新高;中国代表团首次进入奖牌榜前三名,实现了历史性突破;同时,中国也成为了世界上第一个进入奖牌榜前三名的亚洲国家。

[原创新题1] (多选)2022年2月2日,北京冬奥会冰壶比赛率先开战,中国队收获开门红。在备战期间的某次训练中,如图所示,蓝壶静止在大本营Q处,质量相等的红壶与蓝壶发生正碰,最终分别停在M点和N点,已知两壶与冰面间的动摩擦因数相等,题目中各圆的半径如图所示。则下列说法正确的是(　BC　)

A.碰后蓝壶速度为红壶速度的4倍

B.碰后蓝壶和红壶所受摩擦力的冲量之比为2∶1

C.红壶碰前速度为碰后速度的3倍

D.这个碰撞过程是弹性碰撞

解析:碰后红壶运动的距离为x红=R2-R1=0.61 m,蓝壶运动的距离为x蓝=2R2=2.44 m,两壶质量相同,假设两壶碰后所受的摩擦力相同,则两壶做减速运动的加速度也相同。对红壶,有=2ax红,对蓝壶有=2ax蓝,联立可得=,即碰后蓝壶速度约为红壶速度的2倍,A错误。由于两壶的质量相等,且两壶与冰面间的动摩擦因数相等,则两壶受到的摩擦力相等。根据选项A可知碰后蓝壶速度约为红壶速度的 2倍,则从碰后开始到蓝壶和红壶停下来的时间之比为=,I=Fft,则碰后蓝壶和红壶所受摩擦力的冲量之比为2∶1,B正确。设红壶碰前速度为v0,则有mv0=mv红+mv蓝,故有v0=3v红,即红壶碰前速度约为碰后速度的3倍,C正确。碰前的总动能为Ek0=m,碰后的总动能为Ek1=m+m,则有Ek0>Ek1,机械能不守恒,则这个碰撞过程是非弹性碰撞,D错误。

[原创新题2] 2022年2月5日,北京冬奥会上由武大靖、任子威、范可新、曲春雨组成的中国短道速滑混合团体接力队为中国体育代表团拿到本届冬奥会首枚金牌。比赛中某次交接过程中,若交接前甲、乙两运动员均以v0=12 m/s的速度向前滑行,交接时甲从后面用力推乙,当两人分开时甲的速度变为v1=9 m/s,方向仍然向前。不计两人所受冰面的摩擦力,且交接前后瞬间两人均在一条直线上运动,已知甲的质量m1=80 kg,乙的质量 m2=75 kg。

(1)求两人分开时乙的速度v2的大小;

(2)若甲推队友乙的过程用时0.5 s,求甲对乙的平均作用力F的大小。

解析:(1)两人交接过程,系统动量守恒,则有(m1+m2)v0=m1v1+m2v2,

解得v2=15.2 m/s。

(2)对乙,根据动量定理有Ft=m2(v2-v0),

解得F=480 N。

答案:(1)15.2 m/s　(2)480 N

碰撞模型

1.(2022·湖南卷,4)1932年,查德威克用未知射线轰击氢核,发现这种射线是由质量与质子大致相等的中性粒子(即中子)组成。如图,中子以速度v0分别碰撞静止的氢核和氮核,碰撞后氢核和氮核的速度分别为v1和v2。设碰撞为弹性正碰,不考虑相对论效应,下列说法正确的是(　B　)

A.碰撞后氮核的动量比氢核的小

B.碰撞后氮核的动能比氢核的小

C.v2大于v1

D.v2大于v0

考题题型归类:考查基本规律的应用——动量守恒定律、能量守恒定律。