(江苏专用)2019高考物理一轮复习 第六章 动量 动量守恒定律 课时49 碰撞加练半小时.docx

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49 碰撞方法点拨(1)对于弹性碰撞的动量守恒和能量守恒要熟知,对于和一个静止的物体发生弹性碰撞后的速度表达式要熟记,如果在考场上来计算,太浪费时间(2)明确碰撞前瞬间状态、碰撞后瞬间状态是碰撞过程的初、末状态1(2018湖北荆州质检)如图1所示, A、B两小球在光滑水平面上分别以动量p14 kgm/s和p26 kgm/s(向右为正方向)做匀速直线运动,则在A球追上B球并与之碰撞的过程中,两小球的动量变化量p1和p2可能分别为()图1A2 kgm/s, 3 kgm/sB8 kgm/s, 8 kgm/sC1 kgm/s, 1 kgm/sD2 kgm/s, 2 kgm/s2(2017湖北武汉2月调考)在光滑水平面上,物块a以大小为v的速度向右运动,物块b以大小为u的速度向左运动,a、b发生弹性正碰已知a的质量远远小于b的质量,则碰后物块a的速度大小是()Av Bvu Cv2u D2uv3(2018山东济宁期中)在光滑的水平地面上放有一质量为M带光滑圆弧形槽的小车,一质量为m的小铁块以速度v沿水平槽口滑去,如图2所示,若Mm,则铁块离开车时将()图2A向左平抛B向右平抛C自由落体D无法判断4(2017北京海淀区零模)如图3所示,在光滑水平地面上有A、B两个小物块,其中物块A的左侧连接一水平轻质弹簧物块A处于静止状态,物块B以一定的初速度向物块A运动,并通过弹簧与物块A发生弹性正碰对于该作用过程,两物块的速率变化可用速率时间图象进行描述,在下图所示的图象中,图线1表示物块A的速率变化情况,图线2表示物块B的速率变化情况则在这四个图象中可能正确的是()图35.质量为m11 kg和m2(未知)的两个物体在光滑的水平面上正碰,碰撞时间极短,其xt图象如图4所示,则()图4A此碰撞一定为弹性碰撞B被碰物体质量为2 kgC碰后两物体速度相同D此过程有机械能损失6(多选)矩形滑块由不同材料的上、下两层粘合在一起组成,将其放在光滑的水平面上,质量为m的子弹以速度v水平射向滑块若射击下层,子弹刚好不射出;若射击上层,则子弹刚好能射穿一半厚度,如图5所示则上述两种情况相比较()图5A子弹的末速度大小相等B系统产生的热量一样多C子弹对滑块做的功不相同D子弹和滑块间的水平作用力一样大7(多选)(2017江西新余一中第七次模拟)如图6所示,小车在光滑水平面上向左匀速运动,水平轻质弹簧左端固定在A点,物体与固定在A点的细线相连,物体压缩弹簧(物体与弹簧未连接),某时刻细线断开,物体沿车滑动到B端并粘在B端的油泥上,取小车、物体和弹簧为一个系统,下列说法正确的是()图6A若物体滑动中不受摩擦力,则全过程系统机械能守恒B若物体滑动中受摩擦力,全过程系统动量守恒C不论物体滑动中受不受摩擦力,小车的最终速度与断线前相同D不论物体滑动中受不受摩擦力,系统损失的机械能相同8如图7所示,在光滑水平面的左侧固定一竖直挡板,A球在水平面上静止放置,B球向左运动与A球发生正碰,B球碰撞前、后的速率之比为31,A球垂直撞向挡板,碰后原速率返回两球刚好不发生第二次碰撞,A、B两球的质量之比为_,A、B两球碰撞前、后两球的总动能之比为_图79(2017广东广州12月模拟)如图8所示,水平面上相距为L5 m的P、Q两点分别固定一竖直挡板,一质量为M2 kg的小物块B静止在O点,OP段光滑,OQ段粗糙且长度为d3 m一质量为m1 kg的小物块A以v06 m/s的初速度从OP段的某点向右运动,并与B发生弹性碰撞两物块与OQ段的动摩擦因数均为0.2,两物块与挡板的碰撞时间极短且均不损失机械能重力加速度g10 m/s2, 求:图8(1)A与B在O点碰后瞬间各自的速度;(2)两物块各自停止运动时的时间间隔10(2018甘肃天水一中学段考试)如图9所示,在光滑的水平面上有一辆长平板车,它的中央放一个质量为m的小物块,物块跟车表面的动摩擦因数为,平板车的质量M2m,车与物块一起向右以初速度v0匀速运动,车跟右侧的墙壁相碰设车跟墙壁碰撞的时间很短,碰撞时没有机械能损失,重力加速度为g,求:图9(1)平板车的长度L至少多长时,小物块才不会从车上落下来;(2)若在车的左侧还有一面墙壁,左右墙壁相距足够远,使得车跟墙壁相碰前,车与小物块总是相对静止的,车在左右墙壁间来回碰撞,碰撞n次后,物块跟车一起运动的速度vn;(3)在车与左右墙壁来回碰撞的整个过程中,小物块在车表面相对于车滑动的总路程s.答案精析1D由于碰撞过程中动量守恒,两小球动量变化大小相等,方向相反,因此A错误;因为碰撞的过程中系统动能不增加若p1和p2分别为8 kgm/s, 8 kgm/s,则p14kgm/s,p214 kgm/s,根据Ek知相撞过程中系统动能增加,B错误;两球碰撞的过程中,B球的动量增加,p2为正值,A球的动量减小,p1为负值,故C错误变化量分别为2 kgm/s、2 kgm/s,符合动量守恒、动能不增加以及实际的规律,故D正确2C3C小铁块和小车组成的系统水平方向不受外力,系统水平方向的动量守恒,以向左为正方向,由动量守恒定律得:mvMv车mv铁由机械能守恒定律得:mv2Mv车2mv铁2解得铁块离开小车时:v铁0,v车v所以铁块离开时将做自由落体运动,故A、B、D错误,C正确4B物块B压缩弹簧的过程,开始时A做加速运动,B做减速运动,两个物块的加速度增大当弹簧压缩至最短时,二者的速度相等;此后A继续加速,B继续减速当弹簧恢复原长时B离开弹簧,A、B均做匀速直线运动,C、D错误;由动量守恒定律和机械能守恒定律可得,碰后速度vAv0,vBv0.A、B两项中碰后B的速度为正值,可知mBmA,故vAv0v0,故A错误,B正确5Axt图象的斜率表示物体的速度,由题图求出碰撞前后的速度分别为:v14 m/s,v20,v12 m/s,v22 m/s;由动量守恒定律m1v1m1v1m2v2得,m23 kg;根据动能表达式以及以上数据计算碰撞前、后系统总动能均为8 J,机械能没有损失,因此是弹性碰撞,B、C、D错误,A正确6AB根据动量守恒,两种情况下最终子弹与木块的速度相等,A正确;根据能量守恒可知,初状态子弹动能相同,末状态两木块与子弹的动能也相同,因此损失的动能转化成的热量也相同,B正确;子弹对滑块做的功等于滑块末状态的动能,因此做功相同,C错误;产生的热量QFfx,由于产生的热量相同,而相对位移x不同,因此子弹和滑块间的水平作用力大小不同,D错误7BCD物体与油泥粘合的过程,发生非弹性碰撞,系统机械能有损失,故A错误;整个系统在水平方向不受外力,竖直方向上合外力为零,则系统动量一直守恒,故B正确;取系统的初速度方向为正方向,根据动量守恒定律可知,物体沿车滑动到B端粘在B端的油泥上后系统共同的速度与初速度是相同的,故C正确;由C的分析可知,当物体与B端橡皮泥粘在一起时,系统的速度与初速度相等,所以系统的末动能与初动能是相等的,系统损失的机械能等于弹簧的弹性势能,与物体滑动中受不受摩擦力无关,故D正确84195解析设A、B球的质量分别为mA和mB,A球碰撞后的速度大小为vA2,B球碰撞前、后的速度大小分别为vB1和vB2,由题意知vB1vB231,vA2vB2.A、B碰撞过程由动量守恒定律得mBvB1mAvA2mBvB2,所以有.A、B两球碰撞前、后的总动能之比为.9(1)2 m/s,方向向左4 m/s,方向向右(2)1 s解析(1)设A、B在O点碰后的速度分别为v1和v2,以向右为正方向由动量守恒:mv0mv1Mv2碰撞前后动能相等:mv02mv12Mv22解得:v12 m/s,负号表示方向向左;v24 m/s,方向向右(2)碰后,两物块在OQ段减速时加速度大小均为:ag2 m/s2B经过t1时间与Q处挡板碰,由运动学公式:v2t1at12d得t11 s(t13 s舍去)与挡板碰后,B的速度大小v3v2at12 m/s反弹后减速时间t21 s反弹后经过位移x11 m,B停止运动物块A与P处挡板碰后,以v42 m/s的速度滑上O点,经过x21 m停止所以最终A、B的距离xdx1x21 m,两者不会碰第二次在A、B碰后,A运动总时间tA3 sB运动总时间tBt1t22 s则时间间隔tAB1 s.10(1)(2)(3)解析(1)平板车跟右侧墙壁相碰后速度大小不变、方向相反,车与物块有相对运动,车与物块之间的滑动摩擦力Ffmg设物块与车共同速度为v1,对车与物块组成的系统,以向左的方向为正方向,根据动量守恒定律有(Mm)v0(Mm)v1设平板车的长至少为L,根据能量守恒定律有(Mm)v02(Mm)v12FfL解得L(2)由(1)可解得v1平板车和物块一起向右运动,与墙壁碰撞后共同速度为碰撞前的,那么平板车和物块以相同的速度v1与左侧墙壁碰撞后最终的共同速度为v2,与向右碰撞过程相同,所以v2v1()2v0所以经过n次碰撞后的速度vn(3)经过足够多的碰撞后,由于不断有摩擦力做功,机械能转化为内能,机械能逐渐减少,最后全都转化为内能Ffs(Mm)v02整理得s.
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