2022年高考物理专题十七碰撞与动量守恒.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载专题十七碰撞与动量【大高考】(五年高考真题) 20XX届高考物理守恒(全国通用)12022 重庆理综,3, 6 分 难度 高空作业须系安全带,假如质量为m 的高空作业人员不慎跌落,从开头跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落 的距离为 h 可视为自由落体运动 此后经受时间 t 安全带达到最大伸长,如 在此过程中该作用力始终竖直向上,就该段时间安全带对人的平均作用力大 小为 A.m 2ghtmg B.m 2ghtmgC.m gh t mg D.m gh tmg解析 由自由落体运动公式得人下降 h 距离时的速度为 v2gh,在 t 时
2、间 内对人由动量定理得 F mg t mv,解得安全带对人的平均作用力为 Fm 2ghtmg,A 项正确答案 A 22022 北京理综,18,6 分 难度 “ 蹦极” 运动中,长弹性绳的一端固 定,另一端绑在人身上,人从几十米高处跳下,将蹦极过程简化为人沿竖直 方向的运动, 从绳恰好伸直,到人第一次下降至最低点的过程中,以下分析 正确选项 A绳对人的冲量始终向上,人的动量先增大后减小B绳对人的拉力始终做负功,人的动能始终减小C绳恰好伸直时,绳的弹性势能为零,人的动能最大D人在最低点时,绳对人的拉力等于人所受的重力名师归纳总结 解析从绳子恰好伸直,到人第一次下降到最低点的过程中,拉力逐步增大,由
3、第 1 页,共 15 页牛顿其次定律mgFma可知,人先做加速度减小的加速运动,当a0 时, Fmg,此时速度最大,动量最大,动能最大,此后人连续向下运动,F mg,由牛顿其次定律Fmgma可知,人做加速度增大的减速运动,动量始终减小直到减为零,全过程中拉力方向始终向上,所以绳对人的冲量始终向上,综上可知A 正确, C、D错误;拉力对人始终做负功,动能先增大后减小,故 B 错误答案A 32022 福建理综,302 ,6 分 如图,两滑块A、B 在光滑水平面上沿同始终线相向运动,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- - - - - - -精选学习资
4、料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载 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 对 A、B系统 , 由于发生弹性碰撞,故碰撞前后系统的动量守恒、机械 能守恒,由于 m 2 v02mv00,故碰后 A、B不行能同向运动或一个静止、另一个运动或两个都静止,而只能是 A、B 都反向运动,故 D正确答案 D 42022 重庆理综,4,6 分 难度 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
5、损失,取重力加速度 g10 m/s 2,就以下图中两块弹片飞行的轨迹 可能正确选项 2h解析 平抛运动时间 t g1 s ,爆炸过程遵守动量守恒定律,设弹丸质 量为 m,名师归纳总结 就 mv3 4mv甲4mv乙,又 v 甲 x甲 t,v 乙x乙 t,t 1 s ,就有3 4x 甲第 2 页,共 15 页1 4x 乙2 m,将各选项中数据代入运算得B 正确答案B 52022 大纲全国,21,6 分 难度 一中子与一质量数为A A1 的原子核发生弹性正碰如碰前原子核静止,就碰撞前与碰撞后中子的速率之比为 A.A1 A1B.A1 A1C.4A2D.(A1)2(A1)(A1)2解析设中子质量为m,就
6、原子核的质量为Am. 设碰撞前、后中子的速度分别为 v0、- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - v1, 碰后原子核的速度为学习必备欢迎下载1 2mv 11 2Amv 22,解得v2,由弹性碰撞可得mv0mv1Amv 2,1 2mv 2v11Av0,故 | v0 v1| A1 A1,A 正确答案 A 62022 天津理综,2 难度 我国女子短道速滑队在今年世锦赛上实现女 子3 000 m 接力三连冠观看发觉, “ 接棒” 的运动员甲提前站在“ 交棒” 的 运动员乙前面,并且开头向前滑行,待乙追上甲时,乙猛推甲一把,使甲获 得更大的速度向前冲出在乙推甲的过程中
7、,忽视运动员与冰面间在水平方 向上的相互作用,就 A甲对乙的冲量肯定等于乙对甲的冲量B甲、乙的动量变化肯定大小相等、方向相反C甲的动能增加量肯定等于乙的动能削减量D甲对乙做多少负功,乙对甲就肯定做多少正功解析 甲对乙的冲量与乙对甲的冲量大小相等,方向相反,选项 A 错误;甲、乙组成的系统动量守恒,动量变化量等大、反向,选项 B 正确;甲、乙相互 作用时,虽然她们之间的相互作用力始终大小相等,方向相反,但相互作用过程中,她们的对位置移不肯定相同,所以甲的动能增加量不肯定等于乙的 动能削减量, 那么甲对乙做的功就不肯定等于乙对甲做的功,选项 C、D错 误答案 B 72022 福建理综 ,292 ,
8、6 分 难度 如图,质量为 M的小船在静止水面上 以速率 v0 向右匀速行驶,一质量为 m的救生员站在船尾,相对小船静止如 救生员以相对水面速率 v 水平向左跃入水中,就救生员跃出后小船的速率为 Av0m Mv Bv0m Mv名师归纳总结 Cv0m M v0 v Dv0m M v0 v 第 3 页,共 15 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 解析学习必备欢迎下载v v0m M v0取向右为正方向,由动量守恒有 Mm v0 mvMv ,解之有v ,故 C正确答案 C 82022 大纲全国,21 难度 多项 如图,大小相同的摆球 a 和 b 的质量 分别
9、为 m和 3m,摆长相同,并排悬挂,平稳时两球刚好接触,现将摆球 a 向左拉开一小角度后释放如两球的碰撞是弹性的,以下判定正确选项 A第一次碰撞后的瞬时,两球的速度大小相等B第一次碰撞后的瞬时,两球的动量大小相等C第一次碰撞后,两球的最大摆角不相同D发生其次次碰撞时,两球在各自的平稳位置解析 由于两球发生弹性碰撞,故系统动量、机械能均守恒,就:mv3mvb mva,12mv 212 3mv 2b12mv 2,由两式联立解得 va12v,vb12v, 应选项 A 正确;由前面求得速度可知第一次碰后 pa1 2mv,pb3 2mv, 应选 项 B 错误;由于第一次碰后 ,| va| | vb| ,
10、依据机械能守恒可知两球可到达相同 高度即摆角相同 , 选项 C错误;因两球摆长相l同,依据 T2 g知,两球 同时到达各自平稳位置发生其次次碰撞,选项 D正确答案 AD 92022 全国, 20,6 分 难度 多项 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,如下列图现给小物块 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,就整个过程中,系统缺失的动能 为 1 2 1 mM 2A. 2mv B. 2 mMv名师归纳总结
11、- - - - - - -第 4 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - C.1 2N mgL学习必备欢迎下载 DN mgL解析 小物块与箱子作用过程中满意动量守恒,小物块最终恰好又回到箱子 正中间 .二者相对静止,即为共速,设速度为 v1,mv mM v1,系统缺失 动能 Ek1 2mv 21 2 M22 1 Mmvm v 12 Mm,A 错误、 B正确;由于碰撞为弹性 碰撞,故碰撞时不缺失能量,系统损失的动能等于系统产生的热量,即 Ek QN mgL,C错误、 D正确答案 BD 102022 新课标全国,352 ,10 分 难度 如图,在足够长的光滑水 平面上,物
12、体 A、B、C位于同始终线上,A位于 B、C之间 A 的质量为 m, B、C的质量都为M, 三者均处于静止状态现使 A以某一速度向右运动,求 m和 M之间应满意什么条件,才能使 A 只与 B、C各发生一次碰撞设物体 间的碰撞都是弹性的解析 设 A 运动的初速度为 v0,A 向右运动与 C发生碰撞,由动量守恒定律得mv0mv1Mv21 2 1 2 1 2由机械能守恒定律得 2mv 02mv 12MvmM 2m可得 v1mMv0, v2mMv0要使得 A 与 B 能发生碰撞,需要满意 v10,即 mMA反向向左运动与 B 发生碰撞过程,有mv1mv3Mv41 2 2mv 11 2 2mv 31 2
13、 2Mvv3 v2整理可得 v3mM mMv1,v42m m Mv1由于 mM,所以 A 仍会向右运动,依据要求不发生其次次碰撞,需要满意即2m mMv0Mm mMv1 mM2v0整理可得 m 2 4MmM解方程可得m5 2 M所以使 A 只与 B、C各发生一次碰撞,须满意名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 52 MmM学习必备欢迎下载答案 52 MmM112022 新课标全国 ,352 ,10 分 难度 两滑块 a、b 沿水平面上同 一条直线运动,并发生碰撞;碰撞后两者粘在一起运动;经过一段时间后,从光滑路段进入粗
14、糙路段两者的位置x 随时间 t 变化的图象如下列图求: 滑块 a、b 的质量之比; 整个运动过程中 , 两滑块克服摩擦力做的功与因碰撞而缺失的机械能之 比解析 设 a、b 的质量分别为 m1、m2, a、b 碰撞前的速度为 v1、v2. 由题 给图象得 v1 2 m/s v2 1 m/s a、b 发生完全非弹性碰撞,碰撞后两滑块的共同速度为 v. 由题给图象得 v2 3 m/s 由动量守恒定律得 m1v1m2v2 m1m2 v 联立式得 m1 m218 由能量守恒定律得,两滑块因碰撞而缺失的机械能为 E1 22m1v 11 2m2v2 21 2 m1m2 v2的功为由图象可知,两滑块最终停止运
15、动由动能定理得,两滑块克服摩擦力所做W1 2m1m2 v2联立式,并代入题给数据得 W E12名师归纳总结 答案 1 8 1 2难度 如图,三个质量相同的滑块A、 B、C,间第 6 页,共 15 页122022 山东理综,392- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载v0,一段时间后 A与 B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1 3发生碰撞 , 碰后 A、B分别以 8v0、4v0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
16、碰后瞬时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,碰后A 的速度vA 1 8v0,B的速度 vB3 4v0,由动量守恒定律得mvAmvA mvB设碰撞前 A 克服轨道阻力所做的功为 WA,由功能关系得W A1 2mv 01 2mv 2A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W B1 2mv B1 2mvB2据题意可知W A W B设 B、C碰后瞬时共同速度的大小为 v,由动量守恒定律得mvB 2mv联立式,代入数据得v答案21 16v021 16v0W B,由功能 关系得132022 广东理综,36,18 分 难度 如下
17、列图,一条带有圆轨道的长轨道水平固定,圆轨道竖直,底端分别与两侧的直轨道相切,半径R0.5 m , 物块 A以 v0名师归纳总结 6 m/s 的速度滑入圆轨道,滑过最高点Q,再沿圆轨道滑出后,与直轨上 P处静止的第 7 页,共 15 页物块 B 碰撞,碰后粘在一起运动,P点左侧轨道光滑,右侧轨道呈粗糙段、光滑段交替排列,每段长度都为L0.1 m ,物块与各粗糙段间的动摩擦因数都为 0.1, A、B的质量均为 m1 kg 重力加速度g 取10 m/s2; A、B视为质点,碰撞时间极短- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 1 求 A 滑过 Q点时的速度大小学习
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- 2022 年高 物理 专题 十七 碰撞 动量 守恒
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