1、第一章碰撞与动量守恒第一节物体的碰撞第二节动量 动量守恒定律(时间:60分钟)考查知识点及角度难度及题号基础中档稍难动量、冲量概念1、23动量定理45动量守恒定律6、78、910综合提升11、1213知识点一对动量、冲量概念的理解1(双选)关于物体的动量,下列说法中正确的是()A惯性越大的物体,它的动量也越大B动量大的物体,它的速度不一定大C物体的速度大小不变,则其动量也保持不变D运动物体在任一时刻的动量的方向一定是该时刻的速度方向解析动量的大小由质量和速度的大小共同决定,即pmv,惯性大则质量大,但动量不一定大,选项A错误;动量大的物体,可能是速度大,但也有可能是质量大,选项B正确;动量是矢
2、量,其方向与速度方向相同,只有在速度大小、方向均不变时,其动量才保持不变,故选项C错误、D正确答案BD2下列说法中正确的是()A根据F,可把牛顿第二定律表述为:物体动量的变化率等于它所受的合外力B力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量,它反映了力的作用对时间的累积效应,是一个标量C作用在静止的物体上的力的冲量一定为零D冲量的方向就是物体运动的方向解析用动量概念表示牛顿第二定律为F,表示物体动量的变化率,所以选项A正确;冲量是矢量,它的方向与力的方向一致,选项B错误;冲量是作用力对时间的积累效应,只要有力作用了一段时间,就有冲量,与物体的运动状态无关,选项C错误;冲量的方向与力的方向相同;但力的方向
3、与物体运动的方向并不一定相同,选项D错误答案A3(双选)如图11、24所示,一个物体在与水平方向成角的拉力F的作用下匀速前进了时间t,则()A拉力F对物体的冲量大小为Ft图1-1、2-4B拉力对物体的冲量大小为Ftsin C摩擦力对物体的冲量大小为Ftsin D合外力对物体的冲量大小为零解析求冲量时,必须明确是哪一个力在哪一段时间内的冲量本题中,作用的时间都是一样的,求力F对物体的冲量就是Ft,所以A正确、B错误;物体受到的摩擦力FfFcos ,所以,摩擦力对物体的冲量大小为FftFcos t,C错;物体匀速运动,合外力为零,所以合外力对物体的冲量大小为零,D对正确选项为A、D.答案AD知识点
4、二动量定理的应用4从高处跳到低处时,为了安全,一般都是让脚尖着地,这样做是为了()A减小冲量B减小动量的变化量C增大与地面的冲击时间,从而减小冲力D增大人对地面的压强,起到安全作用解析脚尖先着地,接着逐渐到整只脚着地,延缓了人落地时动量变化所用的时间依动量定理可知,人落地动量变化一定,而作用时间长,这样就减小了地面对人的冲力,故C正确答案C5质量为60 kg的建筑工人,不慎从高空跌下,幸好弹性安全带的保护,使他悬挂起来已知弹性安全带的缓冲时间是1.2 s,安全带长5 m,g取10 m/s2,则安全带所受的平均冲力的大小为()A500 N B1 100 N C600 N D100 N解析选取人为
5、研究对象,人下落过程中由v22gh,v10 m/s,缓冲过程由动量定理得(Fmg)tmv,Fmg1 100 N由牛顿第三定律可知,安全带所受的平均冲力大小为1 100 N.答案B知识点三系统动量是否守恒的判断6关于系统动量守恒的条件,下列说法中正确的是()A只要系统内存在摩擦力,系统的动量就不可能守恒B只要系统中有一个物体具有加速度,系统的动量就不守恒C只要系统所受的合外力为零,系统的动量就守恒D系统中所有物体的加速度都为零时,系统的总动量不一定守恒解析根据动量守恒的条件即系统所受外力的矢量和为零可知,选项C正确;系统内存在摩擦力,与系统所受外力无关,选项A错误;系统内各物体之间有着相互作用,
6、对单个物体来说,合外力不一定为零,加速度不一定为零,但整个系统所受的合外力仍可为零,动量守恒,选项B错误;系统内所有物体的加速度都为零时,各物体的速度恒定,动量恒定,总动量一定守恒,选项D错误答案C图1-1、2-57(2012苏北模拟)如图11、25所示,小车与木箱紧挨着静放在光滑的水平冰面上,现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱,关于上述过程,下列说法中正确的是()A男孩和木箱组成的系统动量守恒B小车与木箱组成的系统动量守恒C男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒D木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同解析由动量守恒定律成立的条件可知男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒,选项A、B
7、错误,C正确;木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小相等,方向相反,选项D错误答案C知识点四动量守恒定律的应用图1-1、2-68如图11、26所示,设车厢长为L,质量为M,静止在光滑的水平面上,车厢内有一质量为m的物体以初速度v0向右运动,与车厢来回碰撞n次后,最终相对车厢静止,这时车厢的速度 () Av0,水平向右 B0C.,水平向右 D.,水平向左解析物体和车厢所受的合外力为0,在物体与车厢的n次碰撞的整个过程中系统的动量守恒,忽略中间细节,只考虑初、末状态,由系统动量守恒得:mv0(Mm)v,车厢最终速度v,方向与v0相同,即水平向右答案C9(双选)一个平板小车静止在光滑的水平地面上
8、,甲、乙两人分别站在车上的左、右端,当两人同时相向而行时,发现小车向左移动,则()A若两人质量相等,必定是v甲v乙B若两人质量相等,必定是v甲m乙D若两人速率相等,必定是m甲m乙v乙,当m甲m乙时,v甲v乙;当v甲v乙时,m甲m乙所以选项A、C正确答案AC图1-1、2-710如图11、27所示,一轻质弹簧两端连着物体A和B,放在光滑的水平面上,物体A被水平速度为v0的子弹射中并且子弹嵌在其中已知物体A的质量是物体B的质量的,子弹的质量是物体B的质量的,求弹簧压缩到最短时B的速度解析子弹、A、B组成的系统,从子弹开始射入木块一直到弹簧被压缩到最短的过程中,系统所受外力(重力、支持力)之和始终为零
9、,故全过程系统的动量守恒,由动量守恒定律得mv0(mmAmB)v2,又mmB,mAmB,故v2,即弹簧压缩到最短时B的速度为.答案11质量m1.5 kg的物块(可视为质点)在水平恒力F作用下,从水平面上A点由静止开始运动,运动一段距离撤去该力,物块继续滑行t2.0 s停在B点,已知A、B两点间的距离s5.0 m,物块与水平面间的动摩擦因数0.20,求恒力F的大小(g10 m/s2)解析设撤去力F前物块的位移为s1,撤去力F时物块的速度为v,物块受到的滑动摩擦力F1mg.对撤去力F后物块滑动过程应用动量定理得F1t0mv.由运动学公式得ss1t.对物块运动的全过程应用动能定理Fs1F1s0.由以
10、上各式得F,代入数据解得F15 N.答案15 N12光滑水平面上一平板车质量为M50 kg,上面站着质量m70 kg的人,共同以速度v0匀速前进,若人相对车以速度v2 m/s向后跑,问人跑动后车的速度改变了多少?解析以人和车组成的系统为研究对象,选v0方向为正方向设人跑动后车的速度变为v,则人相对地的速度为(vv)系统所受合外力为零,根据动量守恒定律有(Mm)v0Mvm(vv),解得vv0.人跑动后车的速度改变量为vvv01.17 m/s.v的数值为正,说明速度的改变与v0方向一致,车速增加答案1.17 m/s图1-1、2-813如图11、28所示,两只小船平行逆向行驶,航线邻近,当它们首尾相
11、齐时,由每一只船上各投一质量为m50 kg的沙袋到对面一只船上去,结果载重较小的一只船停了下来,另一只船则以8.5 m/s的速度沿原来的方向航行,设两只船及船上的载重量分别为m1500 kg,m21 000 kg.问在交换沙袋前两船的速度各为多少?设水的阻力不计,并设交换沙袋时不影响船的航向解析设交换沙袋前m1的速度为v1,m2的速度为v2,交换完后m1的速度为零,m2的速度为v28.5 m/s.以整体为研究对象,以m2的运动方向为正方向,则交换前系统的总动量pm2v2m1v1,交换后系统的总动量pm2v2,水平方向不受外力作用,系统动量守恒,根据动量守恒定律得m2v2m1v1m2v2.另一个研究系统可有如下两种方法确定公式:(1)以m1抛出沙袋后的剩余部分和从m2抛来的沙袋为研究对象,则作用前,系统的总动量pmv2(m1m)v1,当抛来的沙袋落入m1后的总动量p0,系统沿航线方向不受外力作用,根据动量守恒定律有mv2(m1m)v10.(2)以m2抛出沙袋后的剩余部分和从m1抛来的沙袋为研究对象,则作用前,系统的总动量p(m2m)v2mv1,当抛过来的沙袋落入m2后的总动量pm2v2,则根据动量守恒定律有(m2m)v2mv1m2v2.从中任选两个方程组成方程组,即可解得v11 m/s,v29 m/s.答案1 m/s9 m/s第 7 页 共 7 页