2019年高考物理二轮复习 专题强化八 碰撞与动量守恒.doc

专题强化八碰撞与动量守恒一、选择题：本题共10小题，每小题5分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求的，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分12018南充市模拟相同的鸡蛋从同样的高度自由下落，落在水泥地面上鸡蛋易碎，落在海绵垫子上鸡蛋不易碎若不考虑反弹，则两种情况相比较，下列说法中正确的是()A鸡蛋与水泥地面接触的过程中动量变化较大B落在海绵垫子上鸡蛋所受合外力的冲量较小C两次接触的过程中鸡蛋的动量变化相同D两次接触的过程中鸡蛋的动量变化率相同2(多选)2018乌鲁木齐一模如图所示，小球A、B、C质量均为m，将小球B、C同时拉开相同角度后由静止释放，两小球到达最低点时，小球间发生对心弹性碰撞，不计空气阻力()A从释放小球到碰撞结束的过程中，整个系统动量守恒B从释放小球到碰撞结束的过程中，整个系统机械能守恒CB与A碰撞过程中动量守恒表达式为mv0mv1mv2DB与A碰撞过程中动量守恒表达式为2mv02mv1mv23(多选)2018泸州市江阳区模拟如图所示，小车在光滑水平面上向左匀速运动，轻质弹簧左端固定在A点，物体用细线拉在A点将弹簧压缩，某时刻线断了，物体沿车滑动到B端粘在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()A若物体滑动中不受摩擦力，则全过程机械能守恒B若物体滑动中有摩擦力，则全过程动量不守恒C不论物体滑动中有没有摩擦，小车的最终速度与断线前相同D不论物体滑动中有没有摩擦，系统损失的机械能相同42018乐山模拟物体A和B用轻绳相连挂在轻质弹簧下静止不动，如图所示，A的质量为m，B的质量为M，当连接A、B的绳子突然断开后，物体A上升经某一位置时的速度大小为v，这时物体B的下落速度大小为u，在这一段时间里，弹簧的弹力对物体A的冲量为()Amv BmvMuCmvMu Dmvmu52018齐齐哈尔一模一质量为1 kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动，F随时间t变化的图线如图所示，则()At1 s时物块的速率为1 m/sBt2 s时物块的动量大小为2 kgm/sCt3 s时物块的动量大小为3 kgm/sDt4 s时F的功率为3 W62018咸阳一模如图所示，足够长的传送带以恒定的速率v1逆时针运动，一质量为m的物块以大小为v2的初速度从传送带的P点冲上传送带，从此时起到物块再次回到P点的过程中，下列说法正确的是()A合力对物块的冲量大小一定为2mv2B合力对物块的冲量大小一定为2mv1C合力对物块的冲量大小可能为零D合外力对物块做的功可能为零72018济南期末如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上，一质量为m的光滑弧形槽静止放在光滑水平面上，弧形槽底端与水平面相切，一质量也为m的小物块从槽上高h处开始下滑，下列说法正确的是()A在下滑过程中，物块和槽组成的系统机械能守恒B在下滑过程中，物块和槽组成的系统动量守恒C在压缩弹簧的过程中，物块和弹簧组成的系统动量守恒D被弹簧反弹后，物块能回到槽上高h处82018揭阳二模在冰壶比赛中，某队员利用红壶去碰撞对方的蓝壶，两者在大本营中心发生对心碰撞如图(a)所示，碰撞前后两壶运动的vt图线如图(b)中实线所示，其中红壶碰撞前后的图线平行，两冰壶质量相等，则()A碰后红壶将被反弹回来B碰后蓝壶速度为0.8 m/sC碰后蓝壶移动的距离为2.4 mD碰后红壶所受摩擦力小于蓝壶所受的摩擦力9(多选)2018山东、湖北部分重点中学联考如图所示，将质量为M1、半径为R且内壁光滑的半圆槽置于光滑水平面上，左侧靠竖直墙，右侧靠一质量为M2的物块今让一质量为m的小球自左侧槽口A的正上方足够高处从静止开始下落，与半圆槽相切自A点进入槽内，则以下结论中正确的是()A小球在槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒B小球在槽内运动到B点后，小球、半圆槽和物块组成的系统动量守恒C小球离开C点以后，将做斜上抛运动，且恰好再从C点落入半圆槽中D小球第二次通过B点时半圆槽与物块分离，分离后两者不会再相碰102018安徽模拟如图所示，竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道下端与光滑水平桌面相切，小滑块B静止在圆弧轨道的最低点现将小滑块A从圆弧轨道的最高点无初速度释放已知圆弧轨道半径R1.8 m，小滑块的质量关系是mB2mA，重力加速度g10 m/s2.则碰后小滑块B的速度大小不可能是()A5 m/s B4 m/sC3 m/s D2 m/s二、实验题：本题1小题，共6分112018湖北联考两位同学用如图甲所示装置，通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律(1)(多选)实验中必须满足的条件是_A斜槽轨道尽量光滑以减小误差B斜槽轨道末端的切线必须水平C入射球A每次必须从轨道的同一位置由静止滚下D两球的质量必须相等(2)测量所得入射球A的质量为mA，被碰撞小球B的质量为mB，图甲中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影，实验时，先让入射球A从斜轨上的起始位置由静止释放，找到其平均落点的位置P，测得平抛射程为OP；再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，与小球B相撞，分别找到球A和球B相撞后的平均落点M、N，测得平抛射程分别为OM和ON.当所测物理量满足表达式_时，即说明两球碰撞中动量守恒；如果满足表达式_时，则说明两球的碰撞为完全弹性碰撞(3)乙同学也用上述两球进行实验，但将实验装置进行了改装，如图乙所示，将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上，用来记录实验中球A、球B与木条的撞击点实验时，首先将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触，让入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，撞击点为B；然后将木条平移到图中所示位置，入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，确定其撞击点P；再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，与球B相撞，确定球A和球B相撞后的撞击点分别为M和N.测得B与N、P、M各点的高度差分别为h1、h2、h3.若所测物理量满足表达式_时，则说明球A和球B碰撞中动量守恒三、计算题：本题共4小题，共44分12(10分)2018天水市第一中学二模如图所示，质量M2 kg的小车A静止在水平光滑地面上，小车左制固定挡板到车右端的距离L0.3 m，且车的上表面水平光滑物体B静止放置在车A的右端，可视为质点现车A在水平向右的恒力F作用下开始运动，经过t0.5 s撤去力F，此时小车左端固定挡板恰好与B发生弹性碰撞，碰撞时间不计，求：(1)水平恒力F的大小；(2)碰撞后物体B经过多长时间从车A的右端离开车的上表面13(12分)2018邢台市模拟如图所示，“冰雪游乐场”滑道B点的左边为水平滑道，右边为半径R6.4 m的圆弧滑道，左右两边的滑道在B点平滑连接小孩乘坐冰车从圆弧滑道顶端A点由静止开始出发，半径OA与竖直方向的夹角为60，经过B点后，被静止在C点的家长迅速抱住，然后一起在水平滑道上一起滑行已知小孩和冰车的总质量m30 kg，家长和冰车的总质量为M60 kg，人与冰车均可视为质点，不计一切摩擦阻力，重力加速度g10 m/s2，求：(1)小孩乘坐冰车经过圆弧滑道末端B点时对滑道的压力N的大小；(2)家长抱住孩子的瞬间，小孩和家长(包括各自冰车)组成的系统损失的机械能E；(3)家长抱住孩子的瞬间，家长对小孩(包括各自冰车)的冲量I的大小14(10分)2018棠湖中学第二次模拟如下图所示，在光滑水平面上放置一个匀质木块A，厚度为l，质量为19m，并用销钉固定一颗质量为m的子弹以水平速度v0射入木块，恰好能从A中穿出，子弹在木块中受到的阻力可视为恒力，且子弹可视为质点(1)求子弹在木块中受到的阻力大小；(2)取下销钉，同样的子弹仍以水平速度v0射入木块，求子弹能打入木块的深度15(12分)2018江西省模拟如图所示，半径为R的光滑的圆弧轨道AP放在竖直平面内，与足够长的粗糙水平轨道BD通过光滑水平轨道AB相连在光滑水平轨道上，有a、b两物块和一段轻质弹簧将弹簧压缩后用细线将它们拴在一起，物块与弹簧不拴接将细线烧断后，物块a通过圆弧轨道的最高点c时，对轨道的压力大小等于自身重力已知物块a的质量为m，b的质量为2m，物块b与BD面间的动摩擦因数为，物块到达A点或B点前已和弹簧分离，重力加速度为g.求：(1)物块b沿轨道BD运动的距离x；(2)烧断细线前弹簧的弹性势能Ep.专题强化八碰撞与动量守恒1C鸡蛋从同一高度掉下，落在水泥地面或海绵垫子上，接触时速度相等，最终静止，故动量变化量相等，根据动量定理可知，受到的合外力的冲量相等，A、B选项错误，C选项正确；鸡蛋与水泥地作用时间短，鸡蛋与海绵垫作用时间长，故落在水泥地时，动量变化率大些，D选项错误2BC动量守恒的条件是系统受到的合外力为零，从释放小球到碰撞结束的过程中，竖直方向上受到重力和绳子拉力作用，合力不为零，系统动量不守恒，A选项错误；运动过程中，绳子拉力不做功，只有重力做功，碰撞是弹性碰撞，故系统机械能守恒，B选项正确；B与A碰撞过程中遵守动量守恒定律，mv0mv1mv2，C选项正确，D选项错误3CD物体与油泥发生完全非弹性碰撞，机械能损失，A选项错误；物体与小车间的摩擦力属于内力，以小车、物体和弹簧为研究对象，系统动量守恒，B选项错误；物体最终与小车成为一个整体，根据动量守恒定律可知，系统共同的速度与初速度相同，C选项正确；系统损失的机械能为弹簧的弹性势能，不论物体滑动中有没有摩擦，系统损失的机械能相同，D选项正确4D当连接A、B的绳子突然断开后，A受重力和弹簧弹力作用，B受重力作用，以向上为正方向，根据动量定理可知，对于A，Imgtmv0；对于B，MgtMu0，联立解得，Im(vu)，D选项正确5CFt图象围成的面积表示冲量的大小，根据动量定理可知，Ftmv，t1 s时，物块的速率为2 m/s，A选项错误；由动量定理可知，t2 s时，动量大小p24 kgm/s，B选项错误；t3 s时物块的动量大小为3 kgm/s，C选项正确；t4 s时，物块速度v42 m/s，F的功率P2 W，D选项错误6Dv2v1，分析物块的受力情况，先向右做匀减速直线运动后向左做匀加速直线运动，如果v2v1，到达P点之前已经与传送带共速，速度为v1，规定向左为正方向，根据动量定理可知，ftmv1(mv2)m(v1v2)，如果v2v1，则ft2mv12mv2，初、末速度大小相等，合外力做功为零，如果v2v1，则ft2mv2，同理，合外力做功为零，D选项正确7A在下滑过程中，物块和槽组成的系统，只有重力做功，机械能守恒，A选项正确；系统动量守恒的条件是合外力为零，在下滑的过程中，系统竖直方向上受到重力作用，合外力不为零，系统的动量不守恒，B选项错误；在压缩弹簧的过程中，对于物块和弹簧组成的系统受到墙壁向左的弹力，系统的合外力不为零，动量不守恒，C选项错误；物块与槽在水平方向上动量守恒，故两者分离时，物块与槽的速度大小相等，方向相反，物块被弹簧反弹后，与槽的速度相同，做匀速直线运动，不会再滑上弧形槽，D选项错误8B分析图(b)可知，时间轴上方表示速度方向为正，碰前红壶的速度v01 m/s，碰后速度为v00.2 m/s，碰后红壶沿原方向运动，A选项错误；碰撞过程中，两壶动量守恒，取初速度为正，根据动量守恒定律可知，mv0mv0mv，解得蓝壶碰后的速度v0.8 m/s，B选项正确；速度时间图象与坐标轴围成的面积表示位移大小，碰后蓝壶移动的位移大小xt2 m，C选项错误；速度时间图象的斜率表示加速度大小，碰后红壶的加速度大于蓝壶的加速度，根据牛顿第二定律可知，碰后红壶所受摩擦力大于蓝壶所受的摩擦力，D选项错误9CD动量守恒的条件是不受外力或是外力之和为零，小球在槽内左侧运动的过程中，小球和半圆槽受到了竖直墙面水平向右的作用力，水平方向上动量不守恒，A选项错误；小球运动到B点以后，系统在水平方向上动量守恒，竖直方向上受到重力作用，动量不守恒，B选项错误；小球离开C点时，水平方向上与槽共速，竖直方向上做上抛运动，故小球做斜上抛运动，恰好再从C点落入半圆槽中，C选项正确；第二次通过B点后，小球对半圆槽的作用力有水平向左的分量，半圆槽向右减速，物块继续做匀速直线运动，两者分离，D选项正确10A滑块A下滑过程，根据动能定理可知，mAgRmAv0，解得v06 m/s.如果滑块间发生弹性碰撞，则mAv0mAvAmBvB，mAvmAvmBv，联立解得，vB4 m/s；如果滑块间发生完全非弹性碰撞，mAv0(mAmB)vB，解得vB2 m/s，联立可知，碰后小滑块B的速度大小范围为2 m/svB4 m/s，A选项错误11(1)BC(2)mAOPmAOMmBONmAOP2mAOM2mBON2(3)解析：(1)该实验中，通过平抛运动的基本规律来求解碰撞前后的速度，必须保证每次小球都做平抛运动，斜槽轨道可以存在摩擦，轨道末端必须水平，A选项错误，B选项正确；入射球每次都要从同一高度由静止滚下，要保证碰撞前的速度相同，C选项正确；为了使小球碰后不被反弹，要求入射小球质量大于被碰小球质量，D选项错误(2)两球从同一高度下落，下落时间相同，水平速度之比等于水平方向位移之比，即OPv0t，OMv1t，ONv2t，若两球相碰前后的动量守恒，满足mAv0mAv1mBv2，联立解得，mAOPmAOMmBON.如果是弹性碰撞，则机械能守恒，mAvmAvmBv，代入数据解得，mAOP2mAOM2mBON2.(3)小球做平抛运动，竖直方向上，hgt2，水平方向上，xvt，解得初速度vx，碰撞过程动量守恒，mAvAmAvAmBvB，联立解得，.12(1)4.8 N(2)0.25 s解析：(1)小车A的上表面光滑，恒力作用过程中，物体B静止不动研究小车A的运动情况，根据运动学公式得，Lat2.解得，a2.4 m/s2根据牛顿第二定律可知，FMa.代入数据解得，F4.8 N.(2)碰撞前小车A的速度为v0at1.2 m/s.设物体B的质量为m，A、B发生弹性碰撞后的速度分别为v1和v2.Mv0Mv1mv2.MvMvmv.解得，v1v0，v2v0，根据位移关系可知，L(v2v1)t.其中v2v1v0.联立解得，t0.25 s.13(1)600 N(2)640 J(3)160 Ns解析：(1)小孩从最高点运动到最低点的过程中，根据机械能守恒定律得，mgR(1cos)mv.运动到轨道最低点B时，合力提供向心力根据牛顿第二定律可知，FN1mgm.联立解得，FN1600 N.根据牛顿第三定律可知，小孩对轨道的压力FNFN1600 N.(2)家长抱住小孩的瞬间，家长、小孩和冰车组成的系统动量守恒mvB(Mm)v.系统损失的机械能Emv(Mm)v2.联立解得，E640 J.(3)以小孩运动的速度为正方向，家长抱住小孩的瞬间，根据动量定理ImvmvB.代入数据得I160 Ns.家长对小孩的冲量大小为160 Ns.14(1)(2)l解析：(1)木块A固定时，子弹恰好能从A中穿出根据动能定理，Ffl0mv.解得，Ff.(2)取下销钉，子弹和木块组成的系统动量守恒，两者最终共速mv0(19mm)v1.根据能量守恒定律可知，QFfdmv20mv.联立解得子弹射入木块的深度dl.15(1)(2)mgR解析：(1)弹簧弹开a、b过程，由动量守恒定律得0mv12mv2.物块a从A到P运动的过程中，由机械能守恒定律得mvmg2Rmv.在最高点重力与支持力合力提供向心力mgF.联立可解得v1，v2.物块b减速到停下的过程中，由动能定理得(2mg)x0(2m)v.可解得x.(2)弹簧弹开物块过程，弹性势能转化为动能EPmv(2m)v.解得弹性势能EPmgR.