2022年高考物理一轮复习方案 第19讲 弹性碰撞和非弹性碰撞（含解析）

2022年高考物理一轮复习方案 第19讲 弹性碰撞和非弹性碰撞（含解析）1如图K191所示，在光滑水平面上有一质量为M的木块，木块与轻弹簧水平相连，弹簧的另一端连在竖直墙上，木块处于静止状态一质量为m的子弹以水平速度v0击中木块，并嵌在其中，木块压缩弹簧后在水平面做往复运动木块自被子弹击中前到第一次回到原来位置的过程中，木块受到的合外力的冲量大小为()图K191A.B2Mv0C. D2mv02(双选)如图K192所示，在光滑水平面上，质量为m的小球A和质量为m的小球B通过轻弹簧拴接并处于静止状态，弹簧处于原长；质量为m的小球C以初速度v0沿A、B连线向右匀速运动，并与小球A发生弹性碰撞在小球B的右侧某位置固定一块弹性挡板(图中未画出)，当小球B与挡板发生正碰后立刻将挡板撤走不计所有碰撞过程中的机械能损失，弹簧始终处于弹性限度内，小球B与挡板的碰撞时间极短，碰后小球B的速度大小不变，但方向相反则B与挡板碰后弹簧弹性势能的最大值Em可能是()图K192Amv B.mvC.mv D.mv3xx合肥测试三个质量分别为m1、m2、m3的小球，半径相同，并排悬挂在长度相同的三根竖直绳上，彼此恰好相互接触现把质量为m1的小球拉开一些，如图K193中虚线所示，然后释放，经球1与球2、球2与球3相碰之后，三个球的动量相等若各球间碰撞时均为弹性碰撞，且碰撞时间极短，不计空气阻力，则m1 m2 m3为()图K193A631 B231C211 D3214xx西城期末如图K194所示，带有挡板的长木板置于光滑水平面上，轻弹簧放置在木板上，右端与挡板相连，左端位于木板上的B点开始时木板静止，小铁块从木板上的A点以速度v04.0 m/s正对着弹簧运动，压缩弹簧，弹簧的最大形变量xm0.10 m；之后小铁块被弹回，弹簧恢复原长；最终小铁块与木板以共同速度运动已知当弹簧的形变量为x时，弹簧的弹性势能Epkx2，式中k为弹簧的劲度系数；长木板质量M3.0 kg，小铁块质量m1.0 kg，k600 N/m，A、B两点间的距离d0.50 m取重力加速度g10 m/s2，不计空气阻力(1)求当弹簧被压缩最短时小铁块速度的大小v；(2)求小铁块与长木板间的动摩擦因数；(3)试通过计算说明最终小铁块停在木板上的位置图K1945.xx东北四校联考如图K195所示，小车A静止在光滑水平面上，半径为R的四分之一光滑圆弧轨道固定在小车上，光滑圆弧左侧部分水平，圆弧轨道和小车的总质量为M.质量为m的小滑块B以水平初速度v0滑上小车，小滑块能从圆弧上端滑出求：(1)小滑块刚离开圆弧轨道时小车的速度大小；(2)小滑块到达最高点时距圆弧轨道上端的距离图K1956xx肇庆二模如图K196所示，固定在地面上的光滑圆弧面底端与车C的上表面平滑相接，在圆弧面上有一滑块A，其质量mA2 kg，在距车的水平面高h1.25 m处由静止下滑，车C的质量为mC6 kg.在车C的左端有一质量mB2 kg的滑块B，滑块B与A均可视作质点，滑块A与B碰撞后立即粘合在一起共同运动，最终没有从车C上滑落已知滑块A、B与车C的动摩擦因数均为0.5，车C与水平面间的摩擦忽略不计，取g10 m/s2.求：(1)滑块A滑到圆弧面底端时的速度大小；(2)滑块A与B碰撞后瞬间的共同速度大小；(3)车C的最短长度图K196课时作业(十九)1A解析 子弹射入木块的过程中，由于子弹和木块组成的系统不受外力，系统动量守恒，设子弹击中木块，并嵌在其中时的速度大小为v，根据动量守恒定律有mv0(mM)v，所以v；子弹嵌在木块中后随木块压缩弹簧，在水平面做往复运动，在这个过程中，由子弹、木块和弹簧组成的系统机械能守恒，所以当木块第一次回到原来位置时的速度大小仍为v；木块被子弹击中前处于静止状态，根据动量定理，所求冲量大小为IMv0，选项A正确2BC解析 质量相等的C球和A球发生弹性碰撞后速度交换，当A、B两球的动量相等时，B球与挡板相碰，则碰后系统总动量为零，则弹簧再次压缩到最短即弹性势能最大(动能完全转化为弹性势能)，根据机械能守恒定律可知，系统损失的动能转化为弹性势能Epmv，选项B正确；当B球速度恰为零时与挡板相碰，则系统动量不变化，系统机械能不变；当弹簧压缩到最短时，mv0，弹性势能最大，由功能关系和动量关系可求出Epmvmv，解得Epmv，所以，弹性势能的最大值要介于二者之间，选项C正确，选项A、D错误3A解析 弹性碰撞满足机械能守恒和动量守恒，设碰撞后三个小球的动量均为p，则，即，所以符合条件的答案有A.4(1)1.0 m/s(2)0.50(3)A点解析 (1)当弹簧被压缩最短时，小铁块与木板达到共同速度v，根据动量守恒定律有：mv0(Mm)v，代入数据解得：v1.0 m/s.(2)由功能关系，摩擦产生的热量等于系统损失的机械能，即mg(dxm)mv(Mm)v2kx，代入数据解得：0.50.(3)小铁块停止滑动时，与木板有共同速度，由动量守恒定律判定，其共同速度仍为v1.0 m/s.设小铁块在木板上向左滑行的距离为s，由功能关系，有mg(dxms)mv(Mm)v2.代入数据解得：s0.60 m.而sdxm，所以，最终小铁块停在木板上A点5(1)(2)R解析 (1)以小滑块和小车(含光滑圆弧轨道)为研究对象，当小滑块从圆弧轨道上端滑出时，小滑块的水平速度与小车速度相同水平方向动量守恒，则有mv0(mM)v，解得小车的速度v.(2)小滑块到达最高点时的速度与小车速度相同，由机械能守恒定律有mv(mM)v2mgh.小滑块距光滑圆弧轨道上端的距离为HhR.联立解得HR.6(1)5 m/s(2)2.5 m/s(3)0.375 m解析 (1)设滑块A滑到圆弧末端时的速度大小为v1，由机械能守恒定律有：mAghmAv解得：v15 m/s.(2)设A、B碰撞后瞬间的共同速度为v2，滑块A与B组成的系统动量守恒，由动量守恒定律可得：mAv1(mAmB)v2解得：v22.5 m/s.(3)设车C的最短长度为L，滑块A与B最终没有从车C上滑出，三者的最终速度相同，设其共同速度为v3，根据动量守恒和能量守恒定律可得：(mAmB)v2(mAmBmC)v3(mAmB)gL(mAmB)v(mAmBmC)v联立解得：L0.375 m.