2019物理金版大一轮精练:第6章 45分钟高考热点练(六) 碰撞与动量守恒 .docx
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2019物理金版大一轮精练:第6章 45分钟高考热点练(六) 碰撞与动量守恒 .docx
45分钟高考热点练(六)碰撞与动量守恒(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)热点一动量定理的应用1(多选)对下列物理现象的解释,正确的是()A击钉时,不用橡皮锤仅仅是因为橡皮锤太轻B跳远时,在沙坑里填沙,是为了减小冲量C易碎品运输时,要用柔软材料包装,船舷常常悬挂旧轮胎,都是为了延长作用时间,减小作用力D在车内推车推不动,是因为合外力冲量为零解析:击钉时,不用橡皮锤是因为橡皮锤与钉子的作用时间长;跳远时,在沙坑里填沙,是为了延长人与地的接触时间,所以A、B不正确;据动量定理Ftp知,当p相同时,t越长,作用力越小,故C正确;车能否移动或运动状态能否改变取决于外力的作用,与内部作用无关,所以D正确。答案:CD2(2018安徽滁州模拟)在高台跳水中,运动员从高台向上跃起,在空中完成动作后进入水中,在浮力作用下做减速运动,速度减为零后返回水面。设运动员在空中运动过程为,进入水中做减速运动过程为,不计空气阻力和水的粘滞阻力,则下述判断错误的是()A在过程中,运动员受到的冲量等于动量的改变量B在过程中,运动员受到重力冲量的大小与过程中浮力冲量的大小相等C在过程中,每秒钟运动员动量的变化量相同D在过程和过程中运动员动量变化的大小相等解析:在过程中,运动员只受重力,故重力的冲量一定等于动量的改变量,故A正确;由于在过程中人也会受到重力,故由动量定理可知,整体过程中重力的冲量等于过程中浮力的冲量大小,故B错误;在过程中,由于重力不变,运动员的加速度相同,在相同的时间内运动员的速度变化量相同,故每秒钟运动员动量的变化量相同,故C正确;由题意知,过程中的末速度等于过程的初速度,而过程的末速度为零,故动量的变化的大小相等,故D正确。答案:B3两块长方体木板A和B,长度都是l2.0 m,紧贴在一起,静置于光滑水平面上。一小物块C(视为质点)位于木板A的左端,如图所示。现给物块C一向右的初速度v03.0 m/s。已知物块C与木板A、B之间的动摩擦因数均为0.3,A、B、C的质量均为m1 kg,重力加速度大小g取10 m/s2。求木板A最终受到木板B弹力的冲量。解析:假设物块C停在木板A上,取向右为正方向,由动量守恒定律得mv03mv根据能量守恒定律得mv3mv2mgx联立解得物块C相对于木板A滑行的距离x1.0 m<l2.0 m,所以假设成立。对物块C,由动量定理得mgtmvmv0解得t s对木板A,由动量定理得mgtINmv0解得IN1 Ns,方向水平向左。答案:1 Ns方向水平向左热点二动量守恒定律的应用4如图所示,游乐场上,两位同学各驾着一辆碰碰车迎面相撞,此后,两车以共同的速度运动:设甲同学和他的车的总质量为150 kg,碰撞前向右运动,速度的大小为4.5 m/s,乙同学和他的车的总质量为200 kg,碰撞前向左运动,速度的大小为4.25 m/s,则碰撞后两车共同的运动速度为(取向右为正方向)()A1 m/sB0.5 m/sC1 m/s D0.5 m/s解析:两车碰撞过程中动量守恒m1v1m2v2(m1m2)v得v m/s0.5 m/s。答案:D5.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()AmambBmambCmamb D无法判断解析:由动量守恒定律得mavamavambvb,由于va0,则b球获得的动量大于a球最初的动量。若mamb,则两球交换速度,与图象不符;由Ek知,若mamb,则b球的动能将会大于a球最初的动能,违背能量守恒定律,则必然满足mamb。答案:B6光滑水平轨道上有三个木块A、B、C,质量分别为mA3m、mBmCm,开始时B、C均静止,A以初速度v0向右运动,A与B碰撞后分开,B又与C发生碰撞并粘在一起,此后A与B间的距离保持不变。求B与C碰撞前B的速度大小。解析:设A与B碰撞后,A的速度为vA,B与C碰撞前B的速度为vB,B与C碰撞后粘在一起的速度为v,由动量守恒定律得对A、B木块:mAv0mAvAmBvB对B、C木块:mBvB(mBmC)v由A与B间的距离保持不变可知vAv联立式,代入数据得vBv0答案:v0热点三动量守恒和能量守恒的综合应用7有甲、乙两滑块,质量分别为3m和m,以相同的速度v在光滑水平面上相向运动,发生了碰撞。已知碰撞后,甲滑块静止不动,那么这次碰撞是()A弹性碰撞 B非弹性碰撞C完全非弹性碰撞 D条件不足,无法确定解析:由动量守恒定律得:3mvmvmvv2vEk前mv23 mv22mv2Ek后m(2v)22mv2故两滑块的碰撞是弹性碰撞,选项A正确。答案:A8质量M0.6 kg的平板小车静止在光滑水平面上,如图所示,当t0时,两个质量都为m0.2 kg的小物体A和B,分别从小车的左端和右端以水平速度v15.0 m/s和v22.0 m/s同时冲上小车,当它们相对于小车停止滑动时,没有相碰。已知A、B两物体与车面的动摩擦因数都是0.20,g取10 m/s2,求:(1)A、B两物体在车上都停止滑动时的速度。(2)车的长度至少是多少?解析:(1)设物体A、B相对于车停止滑动时,车速为v,根据动量守恒定律:m(v1v2)(M2m)vv0.6 m/s方向向右(2)设物体A、B在车上相对于车滑动的距离分别为L1、L2,车长为L,由功能关系mg(L1L2)mvmv(M2m)v2解得:L1L26.8 mLL1L26.8 m可知L至少为6.8 m答案:(1)0.6 m/s方向向右(2)6.8 m9(2018铜陵模拟)如图所示,半径R1.0 m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角37,另一端点C为轨道的最低点。C点右侧的光滑水平面上紧挨C点静止放置一木板,木板质量M1 kg,上表面与C点等高。质量为m1 kg的物块(可视为质点)从空中A点以v01.2 m/s的速度水平抛出,恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道。取g10 m/s2。求:(1)物块经过C点时的速度vC;(2)若木板足够长,物块在木板上相对滑动过程中产生的热量Q。解析:(1)设物块在B点的速度为vB,在C点的速度为vC,从A到B物块做平抛运动,有vBsin v0从B到C,根据动能定理有mgR(1sin )mvmv解得vC6 m/s。(2)根据动量守恒定律得:(mM)vmvC根据能量守恒定律有(mM)v2Qmv联立解得Q9 J。答案:(1)6 m/s(2)9 J10(2018广东江门模拟)如图所示,质量为M的小车D静止在水平光滑轨道上,一根长为L的细绳一端固定质量为m的球A,细绳的另一端固定在小车D上,另一根长为2L的细绳一端固定质量为2m的球B,另一端固定在O点,两细绳自由下垂时两小球正好相切,且两球心在同一水平高度上。现将球B拉至细绳处于水平伸长状态后释放,设A、B发生碰撞时无机械能损失,重力加速度为g。求:(1)球B在最低点时的速度大小和细绳拉力的大小;(2)碰撞结束后球A上升的最大高度h。解析:(1)球B下摆的过程中机械能守恒,则有2mg2L2mv,解得v02,根据牛顿第二定律有F2mg2m,联立解得F6mg。(2)球B与球A碰撞,A、B两球组成的系统动量守恒、机械能守恒,取水平向右为正方向,则有2mv02mv1mv2,2mv2mvmv,联立解得v2v0。球A上升时小车D随之向右运动,球A和小车D组成的系统水平方向动量守恒、机械能守恒,球A上升到最大高度时与小车D速度相同,则有mv2(mM)v,mv(mM)v2mgh,联立解得h。答案:(1)26mg(2)