江苏专用2020版高考物理大一轮复习第六章碰撞与动量守恒第二节动量守恒定律碰撞爆炸反冲检测.doc

第二节 动量守恒定律 碰撞 爆炸 反冲(建议用时：40分钟)一、单项选择题1如图所示，甲木块的质量为m1，以v的速度沿光滑水平地面向前运动，正前方有一静止的、质量为m2的乙木块，乙上连有一轻质弹簧甲木块与弹簧接触后()A甲木块的动量守恒B乙木块的动量守恒C甲、乙两木块所组成系统的动量守恒D甲、乙两木块所组成系统的动能守恒解析：选C.两木块在光滑水平地面上相碰，且中间有弹簧，则碰撞过程系统的动量守恒，机械能也守恒，故选项A、B错误，选项C正确；甲、乙两木块碰撞前、后动能总量不变，但碰撞过程中有弹性势能，故动能不守恒，只是机械能守恒，选项D错误2(2019泉州检测)有一个质量为3m的爆竹斜向上抛出，到达最高点时速度大小为v0、方向水平向右，在最高点爆炸成质量不等的两块，其中一块质量为2m，速度大小为v，方向水平向右，则另一块的速度是()A3v0vB2v03vC3v02v D2v0v解析：选C.在最高点水平方向动量守恒，由动量守恒定律可知，3mv02mvmv，可得另一块的速度为v3v02v，对比各选项可知，答案选C.3.如图所示，两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块A的质量为m，速度大小为2v0，方向向右，滑块B的质量为2m，速度大小为v0，方向向左，两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是() AA和B都向左运动 BA和B都向右运动CA静止，B向右运动 DA向左运动，B向右运动解析：选D.选向右为正方向，则A的动量pAm2v02mv0，B的动量pB2mv0.碰前A、B的动量之和为零，根据动量守恒，碰后A、B的动量之和也应为零，可知四个选项中只有选项D符合题意4将静置在地面上，质量为M(含燃料)的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是()A. v0 B v0C. v0 D v0解析：选D.应用动量守恒定律解决本题，注意火箭模型质量的变化取向下为正方向，由动量守恒定律可得：0mv0(Mm)v故v，选项D正确5.如图所示，小车(包括固定在小车上的杆)的质量为M，质量为m的小球通过长度为L的轻绳与杆的顶端连接，开始时小车静止在光滑的水平面上现把小球从与O点等高的地方释放(小球不会与杆相撞)，小车向左运动的最大位移是() A. BC. D解析：选B.分析可知小球在下摆过程中，小车向左加速，当小球从最低点向上摆动过程中，小车向左减速，当小球摆到右边且与O点等高时，小车的速度减为零，此时小车向左的位移达到最大，小球相对于小车的位移为2L.小球和小车组成的系统在水平方向上动量守恒，设小球和小车在水平方向上的速度大小分别为v1、v2，有mv1Mv2，故ms1Ms2，s1s22L，其中s1代表小球的水平位移大小，s2代表小车的水平位移大小，因此s2，选项B正确6(2019江西赣州信丰模拟)如图所示，B、C、D、E、F，5个小球并排放置在光滑的水平面上，B、C、D、E，4个球质量相等，而F球质量小于B球质量，A球的质量等于F球质量A球以速度v0向B球运动，所发生的碰撞均为弹性碰撞，则碰撞之后()A3个小球静止，3个小球运动B4个小球静止，2个小球运动C5个小球静止，1个小球运动D6个小球都运动解析：选A.因A、B质量不等，MAMB.A、B相碰后A速度向左运动，B向右运动B、C、D、E质量相等，弹性碰撞后，不断交换速度，最终E有向右的速度，B、C、D静止E、F质量不等，MEMF，则E、F都向右运动所以碰撞后B、C、D静止；A向左，E、F向右运动故A正确，B、C、D错误7.2017年7月9日，斯诺克世界杯在江苏无锡落下帷幕，由丁俊晖和梁文博组成的中国A队在决赛中1比3落后的不利形势下成功逆转，最终以4比3击败英格兰队，帮助中国斯诺克台球队获得了世界杯三连冠如图所示为丁俊晖正在准备击球，设在丁俊晖这一杆中，白色球(主球)和花色球碰撞前、后都在同一直线上运动，碰前白色球的动量pA5 kgm/s，花色球静止，白色球A与花色球B发生碰撞后，花色球B的动量变为pB4 kgm/s，则两球质量mA与mB间的关系可能是() AmBmA BmBmACmBmA DmB6mA解析：选A.由动量守恒定律得pApBpApB，解得pA1 kgm/s，根据碰撞过程中总动能不增加，则有，代入数据解得mBmA，碰后两球同向运动，白色球A的速度不大于花色球B的速度，则，解得mB4mA，综上可得mAmB4mA，选项A正确二、多项选择题8.如图所示，光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动两球质量关系为mB2mA，规定向右为正方向，A、B两球的动量均为6 kgm/s，运动中两球发生碰撞，碰撞后A球的动量增量为4 kgm/s，则() A该碰撞为弹性碰撞B该碰撞为非弹性碰撞C左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为25D右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为110解析：选AC.由mB2mA，pApB知碰前vBvA，若右方为A球，由于碰前动量都为6 kgm/s，即都向右运动，两球不可能相碰；若左方为A球，设碰后二者速度分别为vA、vB，由题意知pAmAvA2 kgm/s，pBmBvB10 kgm/s，解得.碰撞后A球动量变为2 kgm/s，B球动量变为10 kgm/s，又mB2mA，由计算可知碰撞前后A、B两球动能之和不变，即该碰撞为弹性碰撞，选项A、C正确9.质量为M、内壁间距为L的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为m的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为.初始时小物块停在箱子正中间，如图所示现给小物块一水平向右的初速度v，小物块与箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中间，并与箱子保持相对静止设碰撞都是弹性的，则整个过程中，系统损失的动能为() A.mv2 Bv2C.NmgL DNmgL解析：选BD.设系统损失的动能为E，根据题意可知，整个过程中小物块和箱子构成的系统满足动量守恒和能量守恒，则有mv(Mm)vt(式)、mv2(Mm)vE(式)，由式联立解得Ev2，可知选项A错误，B正确；又由于小物块与箱壁碰撞为弹性碰撞，则损耗的能量全部用于摩擦生热，即ENmgL，选项C错误，D正确10一弹丸在飞行到距离地面5 m高时仅有水平速度v2 m/s，爆炸成为甲、乙两块水平飞出，甲、乙的质量比为31，不计质量损失，取重力加速度g10 m/s2.则下列图中两块弹片飞行的轨迹不正确的是()解析：选ACD.弹丸爆炸瞬间爆炸力远大于外力，故爆炸瞬间动量守恒因两弹片均水平飞出，飞行时间t1 s，取向右为正，由水平速度v知，选项A中，v甲2.5 m/s，v乙0.5 m/s；选项B中，v甲2.5 m/s，v乙0.5 m/s；选项C中，v甲1 m/s，v乙2 m/s；选项D中，v甲1 m/s，v乙2 m/s.因爆炸瞬间动量守恒，故mvm甲v甲m乙v乙，其中m甲m，m乙m，v2 m/s，代入数值计算知选项B正确三、非选择题11如图所示，小球B与一轻质弹簧相连，并静止在足够长的光滑水平面上，小球A以某一速度与轻质弹簧正碰小球A与弹簧分开后，小球B的速度为v，求：(1)当两个小球与弹簧组成的系统动能最小时，小球B的速度的大小；(2)若小球B的质量m2已知，在小球A与弹簧相互作用的整个过程中，小球A受到弹簧作用力的冲量解析：(1)当系统动能最小时，弹簧压缩至最短，两球具有共同速度v共设小球A、B的质量分别为m1、m2，碰撞前小球A的速度为v0，小球A与弹簧分开后的速度为v1.从小球A碰到弹簧到与弹簧分开的过程中，由系统动量守恒和能量守恒有m1v0m1v1m2vm1vm1vm2v2联立解得v即m1v0v从小球A碰到弹簧到两球共速的过程中，系统动量守恒，故m1v0(m1m2)v共解得v共.(2)设水平向右为正方向，则小球B动量的增量为m2v，根据动量守恒小球A动量的增量为m2v根据动量定理有Im2v，小球A受到弹簧作用的冲量的大小为m2v，方向水平向左答案：见解析12.(2019四川双流中学模拟)如图所示，A、B两个物体粘在一起以v03 m/s的速度向右运动，物体中间有少量炸药，经过O点时炸药爆炸，假设所有的化学能全部转化为A、B两个物体的动能且两物体仍然在水平面上运动，爆炸后A物体的速度依然向右，大小变为vA2 m/s，B物体继续向右运动进入光滑半圆轨道且恰好通过最高点D，已知两物体的质量mAmB1 kg，O点到半圆轨道最低点C的距离xOC0.25 m，物体与水平轨道间的动摩擦因数为0.2，A、B两个物体均可视为质点，求：(1)炸药的化学能E；(2)半圆轨道的半径R.解析：(1)A、B在炸药爆炸前后动量守恒，由动量守恒定律可得2mv0mvAmvB，根据能量守恒定律可得2mvEmvmv，两式联立并代入数据解得E1 J.(2)由于B物体恰好经过半圆轨道的最高点，故有mgm，在B物体由O运动到D的过程中，由动能定理可得mgxOCmg2Rmvmv，联立可解得R0.3 m.答案：(1)1 J(2)0.3 m