高中物理知识点复习《动量定理》高频试题特训(2018年最新版)(二)

时间:2018-10-02 05:13:41

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1、计算题  (9分)如图所示,光滑水平面上有两辆车,甲车上面有发射装置,甲车连同发射装置质量M1=1kg,车上另有一个质量为m=0.2kg的小球。甲车静止在平面上,乙车以V0=8m/s的速度向甲车运动,乙车上有接收装置,总质量M2=2kg,问:甲车至少以多大的水平速度将小球发射到乙车上,两车才不会相撞?(球最终停在乙车上)


参考答案:25m/s


本题解析:要使两车不相撞,则两车速度相等?(1分)
以三者为系统,动量守恒:0+ M2 V0=(M1+m+M2)V共?(3分)
V共=5m/s?(1分)
以球与乙车为系统,动量守恒:M2 V0+ V m=(m+M2)V共?(3分)
V=25m/s?(1分)


本题难度:简单



2、简答题  美国宇航局的冥王星探测器“新地平线”今年初成功发射,预计2015年到达冥王星,有助于全面了解冥王星本身、太阳系形成的诸多谜团.“新地平线”号探测器使用了“离子发动机”推进技术,其原理是使探测器内携带的惰性气体氙(

?
13154
Xe)的中性原子变为一价离子,用电场加速这些氙离子,使其从探测器尾部喷出,利用反冲获得推动力.已知探测器上离子发动机向外喷射氙离子的等效电流I=0.64A,氙离子被喷出时的速度v=2.9×104?m/s.求:
(1)“新地平线”号探测器得到的推动力F是多大?
(2)“新地平线”号探测器飞行9年到达坦普尔1号彗星,试估算探测器来回至少需带多少氙.
(3)你认为为什么要选用氙?请任意说出一个理由.(基本电荷e=1.6×10-19C,原子质量单位1u=1.66×lO-27kg,1年=3.2×107s,结果保留两位有效数字)


参考答案:(1)设t=1s内产生的一价离子数为n个,则I=qt=net.
根据动量定理F?△t=△p=nmv.
由以上两式得F=Imve=0.025N.
(2)探测器每秒发射的氙离子的质量为nmt=Ime?
探测器来回18年,需发射氙的总质量M=Imet2=500kg?
(3)①氙是惰性气体,性质稳定,比较安全;②氙的相对原子质量较大,在同样电压加速下得到的离子的动量较大;③没有天然放射性,使用安全;④在常温下是气态,便于贮存和传输.
答:(1)“新地平线”号探测器得到的推动力F是0.025N;
(2)“新地平线”号探测器飞行9年到达坦普尔1号彗星,探测器来回至少需带500kg氙.
(3)选用氙的理由:①氙是惰性气体,性质稳定,比较安全;②氙的相对原子质量较大,在同样电压加速下得到的离子的动量较大,速度较小;③没有天然放射性,使用安全;④在常温下是气态,便于贮存和传输.


本题解析:


本题难度:一般



3、简答题  如图所示, 质量为M的汽车带着质量为m的拖车在平直公路上以加速度a匀加速前进,当速度为V0时拖车突然与汽车脱钩,到拖车停下瞬间司机才发现。若汽车的牵引力一直未变,车与路面的动摩擦因数为μ,那么拖车刚停下时,汽车的瞬时速度是多大?


参考答案:


本题解析:以汽车和拖车系统为研究对象,全过程系统受的合外力始终为,该过程经历时间为V0/μg,末状态拖车的动量为零。全过程对系统用动量定理可得:
?

注意:这种方法只能用在拖车停下之前。因为拖车停下后,系统受的合外力中少了拖车受到的摩擦力,因此合外力大小不再是


本题难度:简单



4、选择题  在两个物体相互作用过程中,下列说法中正确的是(  )
A.质量大的物体动量变化大
B.两物体的动量变化大小相等
C.质量大的物体速度变化小
D.两物体所受的冲量相等


参考答案:D、根据牛顿第三定律得知,作用力与反作用力大小相等、方向相反,而且同时产生,同时消失,作用时间相等,由冲量定义式I=Ft,可知作用力与反作用力的冲量也是大小相等、方向相反.所以两物体所受的冲量不相等.故D错误.
B、C、D根据动量定理得:I=△P,则知,两物体的动量变化量大小相等,方向相反.
又△P=m?△v,则得△v与m成反比,质量大的物体速度变化小.故BC正确,A错误.
故选BC


本题解析:


本题难度:简单



5、选择题  质量为4 kg的物体以2 m/s的初速度做匀变速直线运动,经过2 s,动量的大小变为14 kg·m/s,则该物体(?)
A.所受合外力的大小可能为11 N
B.所受合外力的大小可能小于3 N
C.所受的冲量可能小于6 N·s
D.所受的冲量可能大于18 N·s


参考答案:AD


本题解析:由末动量大小为14 kg·m/s,知方向可与初速度同向或反向两种可能:
(1)IF=Δmv="14" kg·m/s-8 kg·m/s="6" kg·m/s
F·t="6" N·s? F="3" N.
(2)IF=Δmv="-14" kg·m/s-8 kg·m/s="-22" kg·m/s
F·t="-22" N·s? F="-11" N.
即A、D正确.


本题难度:简单




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