专题6 动量与碰撞解析版.docx
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专题6动量与碰撞解析版
2020年各地高考模拟物理试题分项解析
（二）
专题07动量与碰撞
一．选择题
1．（2020山东青岛期末）2019年8月11日超强台风“利奇马”登陆青岛，导致部分高层建筑顶部的广告牌损毁。
台风“利奇马”登陆时的最大风力为11级，最大风速为30m／s。
某高层建筑顶部广告牌的尺寸为：
高5m、宽20m，空气密度=1.2kg／m3，空气吹到广告牌上后速度瞬间减为0，则该广告牌受到的最大风力约为
A．3.9×103N
B．1.2×105N
C．1.0×104N
D．9.0×l04N
4.【参考答案】B
【名师解析】
广告牌的面积S=5×20m2=100m2 ，设t时间内吹到广告牌上的空气质量为m，则有：
m=ρSvt
根据动量定理有：
-Ft=0-mv=0-ρSv2t ，得：
F=ρSv2
代入数据解得，F≈1.2×105N，故B正确，ACD错误。
【关键点拨】。
设t时间内吹到广告牌上的空气质量为m，根据动量定理的公式Ft=△mv，即可求解。
本题主要考查动量定理的直接应用，只要确定好物理模型即可轻松解题，难度不大，属于基础题。
2.（2020陕西咸阳一模）静止在湖面的小船上有两个人分别向相反方向水平抛出质量相同的小球，甲向左抛，乙向右抛，如图所示．甲先抛，乙后抛，抛出后两小球相对岸的速率相等，若不计水的阻力，则下列说法中正确的是（ ）
A. 两球抛出后，船往左以一定速度运动，乙球受到的冲量大一些
B. 两球抛出后，船往右以一定速度运动，甲球受到的冲量大一些
C. 两球抛出后，船的速度为零，甲球受到的冲量大一些
D. 两球抛出后，船的速度为零，两球所受的冲量相等
【参考答案】C
【名师解析】设小船的质量为M，小球的质量为m，甲球抛出后，根据动量守恒定律有：
mv=（M+m）v′，v′的方向向右。
乙球抛出后，规定向右为正方向，根据动量守恒定律有：
（M+m）v′=mv+Mv″，解得v″=0。
根据动量定理得，所受合力的冲量等于动量的变化，对于甲球，动量的变化量为mv，对于乙球动量的变化量为mv-mv′，知甲的动量变化量大于乙球的动量变化量，所以抛出时，人给甲球的冲量比人给乙球的冲量大。
故C正确。
【关键点拨】。
因不计阻力，抛球过程，两人和船组成的系统动量守恒．根据动量守恒定律求出两球抛出后小船的速度．根据动量定理，通过动量的变化量判断冲量的大小．
解决本题的关键掌握动量守恒定律和动量定理，并能灵活运用．运用动量守恒定律时注意速度的方向．
3（2020湖南长沙期末）“守株待兔”是我们熟悉的寓言故事，它出自《韩非子》，原文为：
宋人有耕田者。
田中有株，兔走触株，折颈而死。
因释其耒而守株，翼复得兔。
兔不可复得，而身为宋国笑。
假设一只兔子质量为2kg，受到惊吓后从静止开始沿水平道路匀加速直线运动，经过1.2s速度大小达到9m/s后匀速奔跑，撞树后被水平弹回，反弹速度大小为1m/s，设兔子与树的作用时间为0.05s，重力加速度g=10m/s2．下列说法确的是（ ）
A. 加速过程中兔子的加速度为180m/s2
B. 加速过程中地面对兔子的平均作用力大小为20N
C. 撞树过程中树对兔子的平均作用力大小为320N
D. 撞树过程中树对兔子的平均作用力大小为400N
【参考答案】D
【解析】兔子经过1.2s速度由零达到9m/s，根据加速度公式可知，a=v/t=7.5m/s2，故A错误。
加速过程中，地面对兔子的平均作用力大小为f，根据动量定理可知，ft=mv-0，代入数据解得f=15N，故B错误。
撞树过程中，撞树前的动量大小：
P=mv=2×9kg•m/s=18kg•m/s，以撞树前兔子的速度方向为正方向，兔子撞树后的动量：
P′=mv′=2×（-1）=-2kg•m/s，兔子撞树过程动量变化量：
△P=P′-P=-2kg•m/s-18kg•m/s=-20kg•m/s，由动量定理得：
Ft=△P=-20N•s，则兔子受到平均作用力大小为F=400N，故C错误，D正确。
【方法归纳】。
根据加速度公式求解加速度。
根据动量的计算公式求出兔子撞树前后的动量大小，然后求出撞树过程动量的变化量，由动量定理可以求出兔子撞树过程受到的冲击力。
4.（2020山东模拟2）如图所示，AB两小球静止在光滑水平面上，用轻弹簧相连接，A球的质量小于B球的质量。
若用锤子敲击A球使A得到v的速度，弹簧压缩到最短时的长度为L1；若用锤子敲击B球使B得到v的速度，弹簧压缩到最短时的长度为L2，则L1与L2的大小关系为（）
A.L1＞L2B.L1＜L2C.L1=L2D.不能确定
【参考答案】C
【名师解析】若用锤子敲击A球，两球组成的系统动量守恒，当弹簧最短时，两者的共速，则，解得，弹性势能最大，最大为
；若用垂直敲击B球，同理可得，解得，弹性势能最大为，即两种情况下弹簧压缩最短时，弹性势能相等，故，C正确．
5.（2020高考仿真冲刺卷4）一质量为m的物体以速度v0做匀速直线运动,某时刻只受到恒力F作用,速度减小到最小值v0后再增大,由此可判断（ ）
A.物体受到恒力F作用后可能做变速圆周运动
B.物体受到恒力F作用后一定做匀变速曲线运动
C.速度减小到最小这段时间内恒力F做功为
D.速度减小到最小这段时间内恒力F冲量大小为
【参考答案】BD
.【名师解析】 变速圆周运动需要变力来提供向心力,物体受恒力作用,不可能做变速圆周运动,故A错误;质点减速运动的最小速度不为0,说明质点不是做直线运动,合外力恒定,做匀变速曲线运动,故B正确;质点的速度先减小后增大,其最小值为v0,分析可知初速度与恒力的夹角为120°,垂直恒力方向有vx=v0cos30°=v0,沿恒力方向有vy=v0sin30°=,速度减小到最小这段时间,由动量定理可得IF=0-mvy=-,由动能定理可得WF=m·（v0）2-m=-,故C错误,D正确.
6.（2020高考仿真冲刺卷7）粗糙水平地面上的物体,在一个水平恒力作用下做直线运动,其v-t图象如图所示,下列物理量中第1s内与第2s内相同的是（ ）
A.摩擦力的功
B.摩擦力的冲量
C.水平恒力的功
D.水平恒力的冲量
【参考答案】D.
【名师解析】 由图象可知,物体在摩擦力和恒力F作用下先向正方向做匀减速直线运动,然后反向加速,由图象可知,第1s内与第2s内的位移不同,摩擦力的功不同,水平恒力的功也不同,故A,C错误;第1s内与第2s内摩擦力的方向不同,摩擦力的冲量不同,故B错误;水平恒力的冲量I=Ft,则水平恒力的冲量相同,故D正确.
7.（2020福建泉州质检）如图，一质点在某段时间内沿曲线从a点运动到b点，在a、b两处该质点的速率均不为零，则在这段时间内（ ）
A. 该质点的加速度方向一定不断改变
B. 该质点所受的合外力大小一定不断改变
C. 合外力对该质点做的功一定不为零
D. 合外力对该质点的冲量一定不为零
【参考答案】D
【名师解析】由a到b为曲线运动，可能为匀变速曲线运动，加速度不变，合力不变，故AB错误
由a到b可能为速度大小不变，方向变化，动量变化，但动能不变，则外力做功为0，冲量不为0，故C错误，D正确。
。
【关键点拨】物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，合外力大小和方向不一定变化，由此可以分析得出结论。
明确做曲线运动的质点其受力可能为恒力，也可能为变力，速度变化即动量变化，速度大小不变，则动能不变。
8.（2020高考仿真冲刺卷）一热气球在地面附近匀速上升,某时刻从热气球上掉下一沙袋,不计空气阻力.则此后（ ）
A.沙袋重力的功率逐渐增大
B.沙袋的机械能先减小后增大
C.在相等时间内沙袋动量的变化相等
D.在下降过程中相等时间内沙袋动能的变化相等
【参考答案】C
【名师解析】不计空气阻力,沙袋从匀速上升的热气球上掉下后,做竖直上抛运动,竖直方向的速度先减小后增大,沙袋重力的功率不是逐渐增大,故A项错误;沙袋从匀速上升的热气球上掉下后,只受重力,机械能守恒,故B项错误;沙袋从匀速上升的热气球上掉下后,只受重力,据动量定理,在相等时间内沙袋动量的变化相等,故C项正确;沙袋先竖直上抛到顶点后自由下落,只受重力,加速度一定,相等时间内速度的变化一定相等,则相等时间内沙袋动能的变化肯定不相等,D项错误.
9．（2020高考仿真模拟）物体在水平地面上受到水平推力F的作用，在6s内速度、力F随时间变化如图所示，由图象可得（ ）
A．物体的质量为2kg
B．前6s内合力的冲量为4N·s
C．在前6s内推力做的功为3J
D．在6s内的运动的位移为6m
【参考答案】B.
【名师解析】由v－t图象看出，物体在2～6s做匀速直线运动，则有：
f＝F2＝1N，由速度图象可知，0～2s物体加速度为：
a＝＝0.5m/s2，F＝3N．由牛顿第二定律得：
F－f＝ma，代入解得：
m＝4kg，故A错误；前6s内合力的冲量为动量的变化量为：
I＝Δp＝mv＝4N·s，故B正确；物体在6s内的运动的位移为：
x＝×1×2m＋1×4m＝5m，前2s内通过的位移为1m，后4s内的位移为4m，在6s内推力的功为：
W＝3×1J＋1×4J＝7J，故C、D错误．
10．（2020山东青岛期末）2019年8月11日超强台风“利奇马”登陆青岛，导致部分高层建筑顶部的广告牌损毁。
台风“利奇马”登陆时的最大风力为11级，最大风速为30m／s。
某高层建筑顶部广告牌的尺寸为：
高5m、宽20m，空气密度=1.2kg／m3，空气吹到广告牌上后速度瞬间减为0，则该广告牌受到的最大风力约为
A．3.9×103N
B．1.2×105N
C．1.0×104N
D．9.0×l04N
【参考答案】B
【名师解析】
广告牌的面积S=5×20m2=100m2
设t时间内吹到广告牌上的空气质量为m，则有：
m=ρSvt
根据动量定理有：
-Ft=0-mv=0-ρSv2t
得：
F=ρSv2 ，代入数据解得，F≈1.2×105N，故B正确，ACD错误。
【关键点拨】。
设t时间内吹到广告牌上的空气质量为m，根据动量定理的公式Ft=△mv，即可求解。
本题主要考查动量定理的直接应用，只要确定好物理模型即可轻松解题，难度不大，属于基础题。
11.（2020湖南长沙期末）“守株待兔”是我们熟悉的寓言故事，它出自《韩非子》，原文为：
宋人有耕田者。
田中有株，兔走触株，折颈而死。
因释其耒而守株，翼复得兔。
兔不可复得，而身为宋国笑。
假设一只兔子质量为2kg，受到惊吓后从静止开始沿水平道路匀加速直线运动，经过1.2s速度大小达到9m/s后匀速奔跑，撞树后被水平弹回，反弹速度大小为1m/s，设兔子与树的作用时间为0.05s，重力加速度g=10m/s2．下列说法确的是（ ）
A. 加速过程中兔子的加速度为180m/s2
B. 加速过程中地面对兔子的平均作用力大小为20N
C. 撞树过程中树对兔子的平均作用力大小为320N
D. 撞树过程中树对兔子的平均作用力大小为400N
【参考答案】D
【名师解析】兔子经过1.2s速度由零达到9m/s，根据加速度公式可知，a=v/t=7.5m/s2，故A错误。
加速过程中，地面对兔子的平均作用力大小为f，根据动量定理可知，ft=mv-0，代入数据解得f=15N，故B错误。
撞树过程中，撞树前的动量大小：
P=mv=2×9kg•m/s=18kg•m/s，以撞树前兔子的速度方向为正方向，兔子撞树后的动量：
P′=mv′=2×（-1）=-2kg•m/s，兔子撞树过程动量变化量：
△P=P′-P=-2kg•m/s-18kg•m/s=-20kg•m/s，由动量定理得：
Ft=△P=-20N•s，则兔子受
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