浙江专版2019届高考物理一轮复习第13章动量守恒定律近代物理2第二节动量守恒定律碰撞爆炸反冲课后达标能力提升新人教版.doc

2 第二节 动量守恒定律 碰撞 爆炸 反冲(建议用时：60分钟)一、选择题1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、方向水平向东，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，方向水平向东，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C2一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离已知前部分的卫星质量为m1，后部分的箭体质量为m2，分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率v1为()Av0v2 Bv0v2Cv0v2 Dv0(v0v2)解析：选D对火箭和卫星由动量守恒定律得(m1m2)v0m2v2m1v1，解得v1v0(v0v2)3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4在光滑的水平面上，有a、b两球，其质量分别为ma、mb，两球在t0时刻发生正碰，并且在碰撞过程中无机械能损失，两球在碰撞前后的速度图象如图所示，下列关系正确的是()Amamb BmambCmamb D无法判断解析：选B由题图可知b球碰前静止，取a球碰前速度方向为正方向，设a球碰前速度为v0，碰后速度为v1，b球碰后速度为v2，两球碰撞过程中动量守恒，机械能守恒，则mav0mav1mbv2mavmavmbv联立得：v1 v0，v2 v0由a球碰撞前后速度方向相反，可知v10，即mamb，故B正确5一中子与一质量数为A (A1)的原子核发生弹性正碰若碰前原子核静止，则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为()A BC D解析：选A设中子的质量为m，则被碰原子核的质量为Am，两者发生弹性碰撞，据动量守恒，有mv0mv1Amv，据动能守恒，有mvmvAmv2解以上两式得v1v0若只考虑速度大小，则中子的速率为v1v0，故中子碰撞前、后速率之比为6如图所示，一质量M30 kg的长方形木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一个质量m10 kg的小木块A，同时给A和B以大小均为40 m/s，方向相反的初速度，使A开始向左运动，B开始向右运动，A始终没有滑离B板，在小木块A做加速运动的时间内，木板速度大小可能是()A21 m/sB24 m/sC28 m/s D30 m/s解析：选AB以A、B组成的系统为研究对象，系统动量守恒，取水平向右方向为正方向，从A开始运动到A的速度为零过程中，由动量守恒定律得：(Mm)v0MvB1，代入数据解得：vB1267 m/s，当从开始到A、B速度相同的过程中，取水平向右方向为正方向，由动量守恒定律得：(Mm)v0(Mm)vB2，代入数据解得：vB22 m/s，则在木块A正在做加速运动的时间内B的速度范围为：2 m/svB267 m/s，故选项A、B正确7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8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()Amv2 Bv2CNmgL 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正确二、非选择题9在核反应堆中用石墨做慢化剂使中子减速，中子以一定速度与静止的碳核发生正碰，碰后中子反向弹回，此时碳核的动量_中子的动量；碰后中子的速率_碰前中子的速率(均填“大于”“等于”或“小于”)解析：设中子和碳核的质量分别为m和M，中子的初速度为v0，碰后中子的速度为v1，碳核的速度为v2，根据动量守恒定律有mv0mv1Mv2，所以Mv2m(v0v1)，可见碳核的动量大于中子的动量；由能量守恒定律可知mvmvMv，碰后中子的动能一部分转化为碳核的动能，故碰后中子的速率小于碰前中子的速率答案：见解析10如图，三个质量相同的滑块A、B、C，间隔相等地静置于同一水平直轨道上现给滑块A向右的初速度v0，一段时间后A与B发生碰撞，碰后A、B分别以v0、v0的速度向右运动，B再与C发生碰撞，碰后B、C粘在一起向右运动滑块A、B与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值两次碰撞时间均极短求B、C碰后瞬间共同速度的大小解析：设滑块质量为m，A与B碰撞前A的速度为vA，由题意知，碰撞后A的速度vAv0，B的速度vBv0，由动量守恒定律得mvAmvAmvB设碰撞前A克服轨道阻力所做的功为WA，由能量守恒定律得WAmvmv设B与C碰撞前B的速度为vB，B克服轨道阻力所做的功为WB，由能量守恒定律得WBmvmv据题意可知WAWB设B、C碰撞后瞬间共同速度的大小为v，由动量守恒定律得mvB2mv联立式，代入数据得vv0答案：v011如图所示，一质量M2 kg的带有弧形轨道的平台置于足够长的水平轨道上，弧形轨道与水平轨道平滑连接，水平轨道上静置一小球B从弧形轨道上距离水平轨道高h03 m处由静止释放一质量mA1 kg的小球A，小球A沿轨道下滑后与小球B发生弹性正碰，碰后小球A被弹回，且恰好追不上平台已知所有接触面均光滑，重力加速度为g求小球B的质量(取重力加速度g10 m/s2)解析：设小球A下滑到水平轨道上时的速度大小为v1，平台水平速度大小为v，由动量守恒定律有0mAv1Mv由能量守恒定律有mAghmAvMv2联立解得v12 m/s，v1 m/s小球A、B碰后运动方向相反，设小球A、B的速度大小分别为v1和v2由于碰后小球A被弹回，且恰好追不上平台，则此时小球A的速度等于平台的速度，有v11 m/s由动量守恒定律得mAv1mAv1mBv2由能量守恒定律有mAvmAvmBv联立上式解得mB3 kg答案：3 kg12如图，质量分别为mA、mB的两个弹性小球A、B静止在地面上方，B球距地面的高度h08 m，A球在B球的正上方先将B球释放，经过一段时间后再将A球释放当A球下落t03 s时，刚好与B球在地面上方的P点处相碰碰撞时间极短，碰后瞬间A球的速度恰好为零已知mB3mA，重力加速度大小g10 m/s2，忽略空气阻力及碰撞中的动能损失求：(1)B球第一次到达地面时的速度；(2)P点距离地面的高度解析：(1)设B球第一次到达地面时的速度大小为vB，由运动学公式有vB将h08 m代入上式，得vB4 m/s(2)设两球相碰前后，A球的速度大小分别为v1和v1(v10)，B球的速度分别为v2和v2由运动学规律可得v1gt由于碰撞时间极短，重力的作用可以忽略，两球相撞前后的动量守恒，总动能保持不变规定向下的方向为正，有mAv1mBv2mBv2mAvmBvmBv设B球与地面相碰后的速度大小为vB，由运动学及碰撞的规律可得vBvB设P点距地面的高度为h，由运动学规律可得h联立式，并代入已知条件可得h075 m答案：(1)4 m/s(2)075 m