《高三物理（第03期）好題速遞分項(xiàng)解析匯編 專題16 碰撞與動(dòng)量守恒（選修3-5）（含解析）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高三物理（第03期）好題速遞分項(xiàng)解析匯編 專題16 碰撞與動(dòng)量守恒（選修3-5）（含解析）（15頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

專題16 碰撞與動(dòng)量守恒（選修3-5） 一、選擇題 1．【2017安徽省合肥一中高三第一次月考】A、B兩球沿一直線運(yùn)動(dòng)并發(fā)生正碰，如圖所示為兩球碰撞前后的位移時(shí)間圖像a、b分別為A、B兩球碰前的位移時(shí)間圖像，c為碰撞后兩球共同運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間圖像，若A球質(zhì)量m=2kg，則由圖可知下列結(jié)論正確的是 A．A、B碰撞前的總動(dòng)量為3kgm/s B．碰撞時(shí)A對(duì)B所施沖量為-4Ns C．碰撞前后A的動(dòng)量變化為4kgm/s D．碰撞中A、B兩球組成的系中損失的動(dòng)能為10J 【答案】BCD 考點(diǎn)：考查了動(dòng)量的表達(dá)式及動(dòng)量定理的直接應(yīng)用 【名師點(diǎn)睛】在位移時(shí)間圖象中，斜率表示物體的速度，由圖象可知碰撞前后的速度，根據(jù)動(dòng)量的公式及 動(dòng)量守恒定律可以求解。 2、 非選擇題 1.【2017安徽省合肥一中高三第一次月考】一右端帶有小斜面的長(zhǎng)木板P靜止與光滑的水平地面上，長(zhǎng)木板質(zhì)量為2kg，如圖所示，木板上表面的ab部分未粗糙的水平面，長(zhǎng)度為2m，bc部分為一光滑斜面，ab和bc兩部分通過長(zhǎng)度可忽略的光滑圓弧連接，現(xiàn)有一質(zhì)量為1kg的小滑塊（可看做質(zhì)點(diǎn)）以大小為3m/s的水平初速度從a點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng)，在斜面上上升的最大高度為0.1m，返回后在到達(dá)a點(diǎn)前與長(zhǎng)木板P相對(duì)靜止，重力加速度為，求： （1）滑塊在ab段受到的摩擦力f； （2）滑塊最后距a點(diǎn)的距離s； 【答案】（1）（2） 考點(diǎn)：考查了動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律 【名師點(diǎn)睛】?jī)晌矬w從開始到第一次到達(dá)共同速度過程中動(dòng)量守恒，結(jié)合動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律求出木塊在ab段受到的摩擦力．木塊返回與物體P第二次達(dá)到共同速度與第一次達(dá)到共同的速度相同，對(duì)全過程運(yùn)用能量守恒定律求出木塊最后距a點(diǎn)的距離s 2.【2017安徽省黃山市屯溪一中高三第二次月考】（15分）如圖所示，水平地面上的一輛小車在水平向右的拉力作用下，以速率向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，車內(nèi)底面上緊靠左端面處有一光滑的小球，車的質(zhì)量是小球質(zhì)量的2倍，小球到車右端面的距離為L(zhǎng)，車所受路面的摩擦阻力大小等于車對(duì)水平面壓力的0.3倍．某時(shí)刻撤去水平拉力，經(jīng)一段時(shí)間小球與車的右端面相撞，小球與車碰撞時(shí)間極短且碰撞后不再分離，已知重力加速度．撤去拉力后，求： （1）小車運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大?。? （2）再經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間小球與車右端面相撞； （3）小車向右運(yùn)動(dòng)的總路程． 【答案】 （1）球與車相撞前車的加速度為4.5m/s2 球與車相撞后車的加速度為3m/s2 （2）小球與車相撞時(shí)車還未停下， 小球與車相撞時(shí)車已停下 （3）小球與車相撞時(shí)車還未停下，小車向右運(yùn)動(dòng)的總路程為 小球與車相撞時(shí)車已停下，小車向右運(yùn)動(dòng)的總路程為 ②若小球與車相撞時(shí)車已停下，設(shè)相撞經(jīng)歷時(shí)間為，則車的位移： 小球的位移： 又車與球位移的關(guān)系： 由以上各式解得： 考點(diǎn)：牛頓第二定律、相對(duì)運(yùn)動(dòng)、動(dòng)量守恒 【名師點(diǎn)睛】本題是相對(duì)運(yùn)動(dòng)問題中比較復(fù)雜的一個(gè)題，要充分考慮到球在與車碰前做勻速直線運(yùn)動(dòng)，那么要注意到：球與車碰時(shí)分為兩種情況：小球與車相撞時(shí)車未停下，小球與車相撞時(shí)車已停下，再結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、位移間的關(guān)系，進(jìn)而求出車的加速度、運(yùn)動(dòng)時(shí)間、運(yùn)動(dòng)的總路程。 3.【2017廣西省桂林市桂林中學(xué)高三10月月考】（10分）如圖所示，靜置于水平地面的三輛手推車沿一直線排列，質(zhì)量均為m，人在極短的時(shí)間內(nèi)給第一輛車一水平?jīng)_量使其運(yùn)動(dòng)，當(dāng)車運(yùn)動(dòng)了距離L時(shí)與第二輛車相碰，兩車以共同速度繼續(xù)運(yùn)動(dòng)了距離L時(shí)與第三車相碰，三車以共同速度又運(yùn)動(dòng)了距離L時(shí)停止。車運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦阻力恒為車所受重力的k倍，重力加速度為g,若車與車之間僅在碰撞時(shí)發(fā)生相互作用，碰撞時(shí)間很短，忽略空氣阻力，求： （1）整個(gè)過程中摩擦阻力所做的總功； （2）人給第一輛車水平?jīng)_量的大小。 【答案】（1）-6kmgL（2） 考點(diǎn)：動(dòng)量守恒定律及能量守恒定律 【名師點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵在于運(yùn)動(dòng)的過程較多，有三個(gè)勻減速過程和兩個(gè)碰撞過程，可以交叉運(yùn)用動(dòng)能定理和動(dòng)量守恒定律列式求解，題中涉及的字母較多，要有足夠的耐心，更要細(xì)心。 4.【2017貴州省凱里市第一中學(xué)高三上學(xué)期第四次模擬】（9分）如圖，小球a、b用等長(zhǎng)細(xì)線懸掛于同一固定點(diǎn)O。讓球a靜止下垂，將球b向右拉起，使細(xì)線水平。從靜止釋放球b，兩球碰后粘在一起向左擺動(dòng)，此后細(xì)線與豎直方向之間的最大偏角為60。忽略空氣阻力，求 （i）兩球a、b的質(zhì)量之比； （ii）兩球在碰撞過程中損失的機(jī)械能與球b在碰前的最大動(dòng)能之比。 【答案】見解析。 （ii）兩球在碰撞過程中的機(jī)械能損失是 （2分） 聯(lián)立①⑥式，Q與碰前球b的最大動(dòng)能Ek（Ek=）之比為 ⑦ 聯(lián)立⑤⑦式，并代入題給數(shù)據(jù)得 ⑧（1分） 考點(diǎn)：動(dòng)能定理、動(dòng)量守恒定律。 5.【2017河南省鶴壁市高級(jí)中學(xué)高三上學(xué)期第五次周練】如圖，放在光滑水平面上的兩個(gè)木塊A、B中間用輕彈簧相連，其質(zhì)量分別為、，木塊A左側(cè)靠一固定豎直擋板，且彈簧處于自然伸長(zhǎng)狀態(tài)，某一瞬間有一質(zhì)量為的子彈以的速度水平向左射入木板B，并留在木塊B內(nèi)，木塊B向左壓縮彈簧然后被彈簧彈回，彈回時(shí)帶動(dòng)木塊A運(yùn)動(dòng)，已知彈簧的形變?cè)趶椥韵薅确秶鷥?nèi)，求： ①從子彈射入木塊B后到木塊A恰好離開擋板的過程，木塊B與子彈一起受到的彈簧彈力的沖量； ②當(dāng)彈簧拉伸到最長(zhǎng)時(shí)，彈簧的最大彈性勢(shì)能。 【答案】①②3J 考點(diǎn)：考查了動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律 【名師點(diǎn)睛】子彈擊中木塊的過程中動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律可以求出子彈和B得共同速度，經(jīng)分析可知，當(dāng)木塊A恰好離開擋板時(shí)，木塊A的速度為0，且彈簧也恰好處于原長(zhǎng)，根據(jù)能量守恒定律可知，此時(shí)B的速度，則從子彈射入B后到木塊A恰好離開擋板的過程中，根據(jù)動(dòng)量定理求解；當(dāng)A和B與子彈速度相等時(shí)，彈簧最長(zhǎng)，彈性勢(shì)能最大，根據(jù)動(dòng)量守恒定律和能量守恒列式求解 6.【2017寧夏銀川一中高三上學(xué)期第二次月考】如圖所示，在光滑的水平面上有一長(zhǎng)為L(zhǎng)的木板B，其右側(cè)邊緣放有小滑塊C，與木板B完全相同的木板A以一定的速度向左運(yùn)動(dòng)，與木板B發(fā)生正碰，碰后兩者粘在一起并繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng)，最終滑塊C剛好沒有從木板上掉下。已知A、B和C的質(zhì)量均為m，C與A、B之間的動(dòng)摩擦國(guó)數(shù)均為μ。求： ①木板A與B碰前的速度v0； ②整個(gè)過程中木板B對(duì)木板A的沖量I。 【答案】① ② 考點(diǎn)：動(dòng)量守恒定律、動(dòng)量定理 【名師點(diǎn)睛】本題考查了求速度與沖量問題，分析清楚運(yùn)動(dòng)過程、選擇恰當(dāng)?shù)倪^程應(yīng)用動(dòng)量守恒定律、能量守恒定律、動(dòng)量定理即可正確解題。 7.【2017山西省臨汾市第一中學(xué)高三10月月考】如圖所示，可看成質(zhì)點(diǎn)的A物體疊放在上表面光滑的B物體上，一起以的速度沿光滑的水平軌道勻速運(yùn)動(dòng)，與靜止在同一光滑水平軌道上的木板C發(fā)生碰撞，碰后B、C的速度相同，B、C的上表面相平且B、C不粘連，A滑上C后恰好能到達(dá)C板的右端。已知A、B的質(zhì)量相等，C的質(zhì)量為A的質(zhì)量的2倍，木板C長(zhǎng)為L(zhǎng)，重力加速度為g。求： ①A物體的最終速度； ②A物體與木板C上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。 【答案】①；② 考點(diǎn)：動(dòng)量守恒定律、功能關(guān)系 【名師點(diǎn)睛】本題的關(guān)鍵要注意研究對(duì)象的選擇、明確選擇正方向，分析清楚物體運(yùn)動(dòng)過程，運(yùn)用動(dòng)量守恒定律、能量守恒定律解題。 8.【2017吉林省長(zhǎng)春市高三質(zhì)量檢測(cè)】（10分）如圖所示,在光滑的水平面上靜止著一個(gè)質(zhì)量為4m的木板B, B的左端靜止著一個(gè)質(zhì)量為2m的物塊A,已知A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,現(xiàn)有質(zhì)量為m的小球以水平速度v0.飛來與A物塊碰撞后立即以大小為的速率彈回,在整個(gè)過程中物塊A始終未滑離木板B,且物塊A可視為質(zhì)點(diǎn),求:①相對(duì)B靜止后的速度;②木板B至少多長(zhǎng)? 【答案】① ② 【解析】①設(shè)小球m與物塊A碰撞后A的速度為v1，以v0的方向?yàn)檎较颍? 由動(dòng)量守恒定律得 設(shè)物塊A與木塊B共同的速度v2 由動(dòng)量守恒定律得2mv1=(2m+4m)v2?！? 解上兩式可得 ②設(shè)A在B上滑過的距離為L(zhǎng)，由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律得 　　　 解得： 　 考點(diǎn)：能的轉(zhuǎn)化和守恒定律；動(dòng)量守恒定律 【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵是A與B組成的系統(tǒng)在碰撞過程中滿足動(dòng)量守恒，A在B上滑動(dòng)時(shí)，A相對(duì)于B滑動(dòng)的位移為相對(duì)位移，摩擦力在相對(duì)位移上做的功等于系統(tǒng)機(jī)械能的損耗。 9.【2017四川省成都市樹德中學(xué)高三10月月考】滑塊a、b沿水平面上同一條直線發(fā)生碰撞；碰撞后兩者粘在一起運(yùn)動(dòng)；經(jīng)過一段時(shí)間后，從光滑路段進(jìn)入粗糙路段。兩者的位置x隨時(shí)間t變化的圖像如圖所示。求： ①滑塊a、b的質(zhì)量之比； ②整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，兩滑塊克服摩擦力做的功與因碰撞而損失的機(jī)械能之比。 【答案】①② 聯(lián)立⑥⑦式，并代入數(shù)據(jù)得 考點(diǎn)：考查了動(dòng)量守恒定律，能量守恒定律 【名師點(diǎn)睛】本題是對(duì)動(dòng)量守恒的考查，同時(shí)注意位移時(shí)間圖象的含義，根據(jù)圖象來計(jì)算速度的大小，利用能量的守恒來分析損失的能量的多少 10.【2017河南省開封市高三上學(xué)期定位考試】（8分）盧瑟福用α粒子轟擊氮核發(fā)現(xiàn)質(zhì)子。發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)為： 。已知氮核質(zhì)量為mN=14.00753u，氧核的質(zhì)量為mO=17.00454u，氦核質(zhì)量mHe=4.00387u，質(zhì)子(氫核)質(zhì)量為mp=1.00815u。(已知：1uc2=931MeV，結(jié)果保留2位有效數(shù)字) 求：① 這一核反應(yīng)是吸收能量還是放出能量的反應(yīng)？相應(yīng)的能量變化為多少？ ② 若入射氦核以v0=3107m/s的速度沿兩核中心連線方向轟擊靜止氮核。反應(yīng)生成的氧核和質(zhì)子同方向運(yùn)動(dòng)，且速度大小之比為1:50。求氧核的速度大小。 【答案】①吸收的能量為1.20MeV；②1.8106m/s 考點(diǎn)：動(dòng)量守恒定律；質(zhì)能方程 【名師點(diǎn)睛】考查質(zhì)量虧損與質(zhì)能方程的應(yīng)用，掌握動(dòng)量守恒定律的內(nèi)容，注意其矢量性，同時(shí)注意單位的換算是解題的關(guān)鍵。 11.【2017甘肅省蘭州第一中學(xué)高三9月月考】（6分）如圖所示，質(zhì)量為m=2 kg的物塊A從高為h=0.2 m的光滑固定圓弧軌道頂端由靜止釋放，圓弧軌道底端的切線水平，物塊A可從圓弧軌道的底端無能量損失地滑上一輛靜止在光滑水平面上的小車B，且物塊A恰好沒有滑離小車B.已知小車B的長(zhǎng)度為l=0.75 m，質(zhì)量M=6 kg，重力加速度為g=10 m/s2，求： (i) 物塊A與小車B間的動(dòng)摩擦因數(shù)； (ii) 當(dāng)物塊A相對(duì)小車B靜止時(shí)小車B運(yùn)動(dòng)的位移。 【答案】(i) 0.2 (ii) m 考點(diǎn)：牛頓第二定律；動(dòng)量守恒定律 【名師點(diǎn)睛】該題是一道綜合題，綜合運(yùn)用了機(jī)械能守恒定律、動(dòng)量守恒定律、動(dòng)能定理以及功能關(guān)系，解決本題的關(guān)鍵熟練這些定理、定律的運(yùn)用。 12.【2017河北省衡水中學(xué)高三摸底聯(lián)考】如圖所示，光滑水平直導(dǎo)軌上放置長(zhǎng)木板B和滑塊C，滑塊A置于B的左端，且A、B間接觸面粗糙，三者質(zhì)量分別為、、，開始時(shí)A、B一起以速度向右運(yùn)動(dòng)，與靜止的C發(fā)生碰撞，碰后C向右運(yùn)動(dòng)，又與豎直固定擋板碰撞，并以碰前速率彈回，此后B與C不再發(fā)生碰撞，已知B足夠長(zhǎng)，A、B、C最終速度相等，求B與C碰后瞬間B的速度大小。 【答案】 【解析】設(shè)碰后B速度為，C速度為，以向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律得： BC碰后，A、B在摩擦力作用下達(dá)到共同速度，大小為，由動(dòng)量守恒定律得： 代入數(shù)據(jù)聯(lián)立得：。 考點(diǎn)：動(dòng)量守恒定律 【名師點(diǎn)睛】分析物體的運(yùn)動(dòng)過程，選擇不同的系統(tǒng)作為研究對(duì)象，多次運(yùn)用動(dòng)量守恒定律求解，注意動(dòng)量守恒定律是矢量式，使用前要先規(guī)定正方向。 13.【2017湖南省長(zhǎng)沙市長(zhǎng)郡中學(xué)高三摸底測(cè)試】在光滑的水平面上有甲、乙兩輛平板車緊靠在一起，兩車質(zhì)量相同，甲車上有一質(zhì)量為m的人，每輛車的質(zhì)量為人質(zhì)量的3倍，初始時(shí)甲、乙車和人都靜止。人以初速度從甲車上跳起，落到乙車上后立即向甲車跳去，假設(shè)人的速度方向始終水平，整個(gè)過程時(shí)間很短。 ①人相對(duì)乙車以多大速度起跳時(shí)，才能落到甲車？ ②若人能落到甲車上，求乙車對(duì)人的最小沖量。 【答案】①；② 考點(diǎn)：動(dòng)量守恒定律、功能關(guān)系 【名師點(diǎn)睛】本題要分析清楚人的運(yùn)動(dòng)過程，分過程應(yīng)用動(dòng)量守恒定律列式，關(guān)鍵要抓住人能跳回甲車的速度條件．要注意速度的參考系必須對(duì)地面。 14.【2017寧夏育才中學(xué)高三第二次月考】(9分)如右上圖所示，木塊質(zhì)量m=0.4kg，它以速度v=20 m/s水平地滑上一輛靜止的平板小車，已知小車質(zhì)量M=1.6kg，木塊與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2，木塊沒有滑離小車，地面光滑，g取10m/s2，求： ① 木塊相對(duì)小車靜止時(shí)小車的速度； ② 從木塊滑上小車到木塊相對(duì)于小車剛靜止時(shí)，小車移動(dòng)的距離. 【答案】（1）4m/s （2）16m 考點(diǎn)：動(dòng)量守恒定律；動(dòng)能定理 【名師點(diǎn)睛】解決該題關(guān)鍵要掌握動(dòng)量守恒定律和動(dòng)能定理的應(yīng)用；關(guān)鍵是抓住臨界態(tài)的特征：兩物體共速.