(江蘇專用)2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第六章 動量 動量守恒定律 課時49 碰撞加練半小時.docx
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49 碰撞 [方法點撥] (1)對于彈性碰撞的動量守恒和能量守恒要熟知,對于和一個靜止的物體發(fā)生彈性碰撞后的速度表達式要熟記,如果在考場上來計算,太浪費時間.(2)明確碰撞前瞬間狀態(tài)、碰撞后瞬間狀態(tài)是碰撞過程的初、末狀態(tài). 1.(2018湖北荊州質(zhì)檢)如圖1所示, A、B兩小球在光滑水平面上分別以動量p1=4 kgm/s和p2=6 kgm/s(向右為正方向)做勻速直線運動,則在A球追上B球并與之碰撞的過程中,兩小球的動量變化量Δp1和Δp2可能分別為( ) 圖1 A.-2 kgm/s, 3 kgm/s B.-8 kgm/s, 8 kgm/s C.1 kgm/s, -1 kgm/s D.-2 kgm/s, 2 kgm/s 2.(2017湖北武漢2月調(diào)考)在光滑水平面上,物塊a以大小為v的速度向右運動,物塊b以大小為u的速度向左運動,a、b發(fā)生彈性正碰.已知a的質(zhì)量遠遠小于b的質(zhì)量,則碰后物塊a的速度大小是( ) A.v B.v+u C.v+2u D.2u-v 3.(2018山東濟寧期中)在光滑的水平地面上放有一質(zhì)量為M帶光滑圓弧形槽的小車,一質(zhì)量為m的小鐵塊以速度v沿水平槽口滑去,如圖2所示,若M=m,則鐵塊離開車時將( ) 圖2 A.向左平拋 B.向右平拋 C.自由落體 D.無法判斷 4.(2017北京海淀區(qū)零模)如圖3所示,在光滑水平地面上有A、B兩個小物塊,其中物塊A的左側(cè)連接一水平輕質(zhì)彈簧.物塊A處于靜止狀態(tài),物塊B以一定的初速度向物塊A運動,并通過彈簧與物塊A發(fā)生彈性正碰.對于該作用過程,兩物塊的速率變化可用速率-時間圖象進行描述,在下圖所示的圖象中,圖線1表示物塊A的速率變化情況,圖線2表示物塊B的速率變化情況.則在這四個圖象中可能正確的是( ) 圖3 5.質(zhì)量為m1=1 kg和m2(未知)的兩個物體在光滑的水平面上正碰,碰撞時間極短,其x-t圖象如圖4所示,則( ) 圖4 A.此碰撞一定為彈性碰撞 B.被碰物體質(zhì)量為2 kg C.碰后兩物體速度相同 D.此過程有機械能損失 6.(多選)矩形滑塊由不同材料的上、下兩層粘合在一起組成,將其放在光滑的水平面上,質(zhì)量為m的子彈以速度v水平射向滑塊.若射擊下層,子彈剛好不射出;若射擊上層,則子彈剛好能射穿一半厚度,如圖5所示.則上述兩種情況相比較( ) 圖5 A.子彈的末速度大小相等 B.系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量一樣多 C.子彈對滑塊做的功不相同 D.子彈和滑塊間的水平作用力一樣大 7.(多選)(2017江西新余一中第七次模擬)如圖6所示,小車在光滑水平面上向左勻速運動,水平輕質(zhì)彈簧左端固定在A點,物體與固定在A點的細線相連,物體壓縮彈簧(物體與彈簧未連接),某時刻細線斷開,物體沿車滑動到B端并粘在B端的油泥上,取小車、物體和彈簧為一個系統(tǒng),下列說法正確的是( ) 圖6 A.若物體滑動中不受摩擦力,則全過程系統(tǒng)機械能守恒 B.若物體滑動中受摩擦力,全過程系統(tǒng)動量守恒 C.不論物體滑動中受不受摩擦力,小車的最終速度與斷線前相同 D.不論物體滑動中受不受摩擦力,系統(tǒng)損失的機械能相同 8.如圖7所示,在光滑水平面的左側(cè)固定一豎直擋板,A球在水平面上靜止放置,B球向左運動與A球發(fā)生正碰,B球碰撞前、后的速率之比為3∶1,A球垂直撞向擋板,碰后原速率返回.兩球剛好不發(fā)生第二次碰撞,A、B兩球的質(zhì)量之比為________,A、B兩球碰撞前、后兩球的總動能之比為________. 圖7 9.(2017廣東廣州12月模擬)如圖8所示,水平面上相距為L=5 m的P、Q兩點分別固定一豎直擋板,一質(zhì)量為M=2 kg的小物塊B靜止在O點,OP段光滑,OQ段粗糙且長度為d=3 m.一質(zhì)量為m=1 kg的小物塊A以v0=6 m/s的初速度從OP段的某點向右運動,并與B發(fā)生彈性碰撞.兩物塊與OQ段的動摩擦因數(shù)均為μ=0.2,兩物塊與擋板的碰撞時間極短且均不損失機械能.重力加速度g=10 m/s2, 求: 圖8 (1)A與B在O點碰后瞬間各自的速度; (2)兩物塊各自停止運動時的時間間隔. 10.(2018甘肅天水一中學(xué)段考試)如圖9所示,在光滑的水平面上有一輛長平板車,它的中央放一個質(zhì)量為m的小物塊,物塊跟車表面的動摩擦因數(shù)為μ,平板車的質(zhì)量M=2m,車與物塊一起向右以初速度v0勻速運動,車跟右側(cè)的墻壁相碰.設(shè)車跟墻壁碰撞的時間很短,碰撞時沒有機械能損失,重力加速度為g,求: 圖9 (1)平板車的長度L至少多長時,小物塊才不會從車上落下來; (2)若在車的左側(cè)還有一面墻壁,左右墻壁相距足夠遠,使得車跟墻壁相碰前,車與小物塊總是相對靜止的,車在左右墻壁間來回碰撞,碰撞n次后,物塊跟車一起運動的速度vn; (3)在車與左右墻壁來回碰撞的整個過程中,小物塊在車表面相對于車滑動的總路程s. 答案精析 1.D [由于碰撞過程中動量守恒,兩小球動量變化大小相等,方向相反,因此A錯誤;因為碰撞的過程中系統(tǒng)動能不增加.若Δp1和Δp2分別為-8 kgm/s, 8 kgm/s,則p1′=-4kgm/s,p2′=14 kgm/s,根據(jù)Ek=知相撞過程中系統(tǒng)動能增加,B錯誤;兩球碰撞的過程中,B球的動量增加,Δp2為正值,A球的動量減小,Δp1為負值,故C錯誤.變化量分別為-2 kgm/s、2 kgm/s,符合動量守恒、動能不增加以及實際的規(guī)律,故D正確.] 2.C 3.C [小鐵塊和小車組成的系統(tǒng)水平方向不受外力,系統(tǒng)水平方向的動量守恒,以向左為正方向,由動量守恒定律得: mv=Mv車+mv鐵 由機械能守恒定律得:mv2=Mv車2+mv鐵2 解得鐵塊離開小車時:v鐵=0,v車=v 所以鐵塊離開時將做自由落體運動,故A、B、D錯誤,C正確.] 4.B [物塊B壓縮彈簧的過程,開始時A做加速運動,B做減速運動,兩個物塊的加速度增大.當(dāng)彈簧壓縮至最短時,二者的速度相等;此后A繼續(xù)加速,B繼續(xù)減速.當(dāng)彈簧恢復(fù)原長時B離開彈簧,A、B均做勻速直線運動,C、D錯誤;由動量守恒定律和機械能守恒定律可得,碰后速度vA=v0,vB=v0.A、B兩項中碰后B的速度為正值,可知mB>mA,故vA=v0>v0,故A錯誤,B正確.] 5.A [x-t圖象的斜率表示物體的速度,由題圖求出碰撞前后的速度分別為:v1=4 m/s,v2=0,v1′=-2 m/s,v2′=2 m/s;由動量守恒定律m1v1=m1v1′+m2v2′得,m2=3 kg;根據(jù)動能表達式以及以上數(shù)據(jù)計算碰撞前、后系統(tǒng)總動能均為8 J,機械能沒有損失,因此是彈性碰撞,B、C、D錯誤,A正確.] 6.AB [根據(jù)動量守恒,兩種情況下最終子彈與木塊的速度相等,A正確;根據(jù)能量守恒可知,初狀態(tài)子彈動能相同,末狀態(tài)兩木塊與子彈的動能也相同,因此損失的動能轉(zhuǎn)化成的熱量也相同,B正確;子彈對滑塊做的功等于滑塊末狀態(tài)的動能,因此做功相同,C錯誤;產(chǎn)生的熱量Q=FfΔx,由于產(chǎn)生的熱量相同,而相對位移Δx不同,因此子彈和滑塊間的水平作用力大小不同,D錯誤.] 7.BCD [物體與油泥粘合的過程,發(fā)生非彈性碰撞,系統(tǒng)機械能有損失,故A錯誤;整個系統(tǒng)在水平方向不受外力,豎直方向上合外力為零,則系統(tǒng)動量一直守恒,故B正確;取系統(tǒng)的初速度方向為正方向,根據(jù)動量守恒定律可知,物體沿車滑動到B端粘在B端的油泥上后系統(tǒng)共同的速度與初速度是相同的,故C正確;由C的分析可知,當(dāng)物體與B端橡皮泥粘在一起時,系統(tǒng)的速度與初速度相等,所以系統(tǒng)的末動能與初動能是相等的,系統(tǒng)損失的機械能等于彈簧的彈性勢能,與物體滑動中受不受摩擦力無關(guān),故D正確.] 8.4∶1 9∶5 解析 設(shè)A、B球的質(zhì)量分別為mA和mB,A球碰撞后的速度大小為vA2,B球碰撞前、后的速度大小分別為vB1和vB2,由題意知vB1∶vB2=3∶1,vA2=vB2.A、B碰撞過程由動量守恒定律得mBvB1=mAvA2-mBvB2,所以有==.A、B兩球碰撞前、后的總動能之比為=. 9.(1)2 m/s,方向向左 4 m/s,方向向右 (2)1 s 解析 (1)設(shè)A、B在O點碰后的速度分別為v1和v2,以向右為正方向 由動量守恒:mv0=mv1+Mv2 碰撞前后動能相等:mv02=mv12+Mv22 解得:v1=-2 m/s,負號表示方向向左;v2=4 m/s,方向向右 (2)碰后,兩物塊在OQ段減速時加速度大小均為: a=μg=2 m/s2 B經(jīng)過t1時間與Q處擋板碰,由運動學(xué)公式: v2t1-at12=d 得t1=1 s(t1=3 s舍去) 與擋板碰后,B的速度大小v3=v2-at1=2 m/s 反彈后減速時間t2==1 s 反彈后經(jīng)過位移x1==1 m,B停止運動. 物塊A與P處擋板碰后,以v4=2 m/s的速度滑上O點,經(jīng)過 x2==1 m停止. 所以最終A、B的距離x=d-x1-x2=1 m,兩者不會碰第二次. 在A、B碰后,A運動總時間tA=+=3 s B運動總時間tB=t1+t2=2 s 則時間間隔ΔtAB=1 s. 10.(1) (2) (3) 解析 (1)平板車跟右側(cè)墻壁相碰后速度大小不變、方向相反,車與物塊有相對運動,車與物塊之間的滑動摩擦力Ff=μmg 設(shè)物塊與車共同速度為v1,對車與物塊組成的系統(tǒng),以向左的方向為正方向,根據(jù)動量守恒定律有 (M-m)v0=(M+m)v1 設(shè)平板車的長至少為L,根據(jù)能量守恒定律有 (M+m)v02-(M+m)v12=FfL 解得L= (2)由(1)可解得v1= 平板車和物塊一起向右運動,與墻壁碰撞后共同速度為碰撞前的,那么平板車和物塊以相同的速度v1與左側(cè)墻壁碰撞后最終的共同速度為v2,與向右碰撞過程相同, 所以v2=v1=()2v0 所以經(jīng)過n次碰撞后的速度vn= (3)經(jīng)過足夠多的碰撞后,由于不斷有摩擦力做功,機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,機械能逐漸減少,最后全都轉(zhuǎn)化為內(nèi)能Ffs=(M+m)v02 整理得s=.- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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