碰撞与动量守恒(5页).doc

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1、-碰撞与动量守恒-第 - 5 - 页碰撞与动量守恒1 (2)在粗糙的水平桌面上有两个静止的木块A和B，两者相距为d.现给A一初速度，使A与B发生弹性正碰，碰撞时间极短当两木块都停止运动后，相距仍然为d.已知两木块与桌面之间的动摩擦因数均为，B的质量为A的2倍，重力加速度大小为g.求A的初速度的大小 (2)从碰撞时的能量和动量守恒入手，运用动能定理解决问题设在发生碰撞前的瞬间，木块A的速度大小为v；在碰撞后的瞬间，A和B的速度分别为v1和v2.在碰撞过程中，由能量和动量守恒定律，得mv2mv(2m)vmvmv1(2m)v2式中，以碰撞前木块A的速度方向为正由式得v1设碰撞后A和B运动的距离分别为

2、d1和d2，由动能定理得mgd1mv(2m)gd2(2m)v据题意有dd1d2设A的初速度大小为v0，由动能定理得mgdmvmv2联立至式，得v0 .答案：(2) 2. (2)如图，光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块A、B、C.B的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计)设A以速度v0朝B运动，压缩弹簧；当A、 B速度相等时，B与C恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动假设B和C碰撞过程时间极短，求从A开始压缩弹簧直至与弹黄分离的过程中，()整个系统损失的机械能；()弹簧被压缩到最短时的弹性势能(2)A、B碰撞时动量守恒、能量也守恒，而B、C相碰粘接在一块时，动量守恒系统产生的内能则为机械能

3、的损失当A、B、C速度相等时，弹性势能最大()从A压缩弹簧到A与B具有相同速度v1时，对A、B与弹簧组成的系统，由动量守恒定律得mv02mv1此时B与C发生完全非弹性碰撞，设碰撞后的瞬时速度为v2，损失的机械能为E.对B、C组成的系统，由动量守恒定律和能量守恒定律得mv12mv2mvE(2m)v联立式得Emv.()由式可知v2v1，A将继续压缩弹簧，直至A、B、C三者速度相同，设此速度为v3，此时弹簧被压缩至最短，其弹性势能为Ep.由动量守恒定律和能量守恒定律得mv03mv3mvE(3m)vEp联立式得Epmv.答案：(2)()mv()mv3我国女子短道速滑队在今年世锦赛上实现女子3 000

4、m接力三连冠观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，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，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则() A甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量B甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反C甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量D甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功选B.乙推甲的过程中，他们之间的作用力大小相等，方向相反，作用时间相等，根据冲量的定义，甲对乙的冲量与乙对甲的冲量大小相等，但方向相反，选项A错误；乙推甲的过程中，遵守动量守恒定律，即p甲p乙，他们的动量变化大小相等，方向相反，选项B正

5、确；在乙推甲的过程中，甲、乙的位移不一定相等，所以甲对乙做的负功与乙对甲做的正功不一定相等，结合动能定理知，选项C、D错误5如图所示，光滑水平轨道上放置长板A(上表面粗糙)和滑块C，滑块B置于A的左端，三者质量分别为mA2 kg、mB1 kg、mC2 kg.开始时C静止，A、B一起以v05 m/s的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞(时间极短)后C向右运动，经过一段时间，A、B再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C发生碰撞求A与C碰撞后瞬间A的速度大小(2)因碰撞时间极短，A与C碰撞过程动量守恒，设碰后瞬间A的速度为vA，C的速度为vC，以向右为正方向，由动量定恒定律得mAv0mAvAmC

6、vCA与B在摩擦力作用下达到共同速度，设共同速度为vAB，由动量守恒定律得mAvAmBv0(mAmB)vABA与B达到共同速度后恰好不再与C碰撞，应满足vABvC联立式，代入数据得vA2 m/s.答案：(2)2 m/s6如图，两块相同平板P1、P2置于光滑水平面上，质量均为m.P2的右端固定一轻质弹簧，左端A与弹簧的自由端B相距L.物体P置于P1的最右端，质量为2m且可看作质点P1与P以共同速度v0向右运动，与静止的P2发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后P1与P2粘连在一起P压缩弹簧后被弹回并停在A点(弹簧始终在弹性限度内)P与P2之间的动摩擦因数为.求：(1)P1、P2刚碰完时的共同速度v1和P

7、的最终速度v2；(2)此过程中弹簧的最大压缩量x和相应的弹性势能Ep.P1与P2发生完全非弹性碰撞时，P1、P2组成的系统遵守动量守恒定律；P与(P1P2)通过摩擦力和弹簧弹力相互作用的过程，系统遵守动量守恒定律和能量守恒定律注意隐含条件P1、P2、P的最终速度即三者最后的共同速度；弹簧压缩量最大时，P1、P2、P三者速度相同(1)P1与P2碰撞时，根据动量守恒定律，得mv02mv1解得v1，方向向右P停在A点时，P1、P2、P三者速度相等均为v2，根据动量守恒定律，得2mv12mv04mv2解得v2v0，方向向右(2)弹簧压缩到最大时，P1、P2、P三者的速度为v2，设由于摩擦力做功产生的热

8、量为Q，根据能量守恒定律，得从P1与P2碰撞后到弹簧压缩到最大2mv2mv4mvQEp从P1与P2碰撞后到P停在A点2mv2mv4mv2Q联立以上两式解得Epmv，Qmv根据功能关系有Q2mg(Lx)解得xL.答案：(1)v1v0，方向向右v2v0，方向向右(2)Lmv7水平面上，一白球与一静止的灰球碰撞，两球质量相等碰撞过程的频闪照片如图所示，据此可推断，碰撞过程中系统损失的动能约占碰撞前动能的() A30% B50%C70% D90%选A.根据v和Ekmv2解决问题量出碰撞前的小球间距与碰撞后的小球间距之比为127，即碰撞后两球速度大小v与碰撞前白球速度v的比值，.所以损失的动能Ekmv2

9、2mv2，30%，故选项A正确8如图所示，进行太空行走的宇航员A和B的质量分别为80 kg和100 kg，他们携手远离空间站，相对空间站的速度为0.1 m/s.A将B向空间站方向轻推后，A的速度变为0.2 m/s，求此时B的速度大小和方向(3)根据动量守恒定律，(mAmB)v0mAvAmBvB，代入数值解得vB0.02 m/s，离开空间站方向答案：(3)0.02 m/s，离开空间站方向9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_(填选项前的字母)A

10、.v0 B.v0C.v0 D.v0(2)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正确答案：(2)D35图18，两块相同平板P1、P2至于光滑水平面上，质量均为m。P2的右端固定一轻质弹簧，左端A与弹簧的自由端B相距L。物体P置于P1的最右端，质量为2m且可以看作质点。P1与P以共同速度v0向右运动，与静止的P2发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后P1与P2粘连在一起，P压缩弹簧后被弹回并停在A点（弹簧始终在弹性限度内）。P与P2之间的动摩擦因数为，求（1） P1、P2刚碰完时的共同速度v1和P的最终速度v2；（2） 此过程中弹簧最大压缩量x和相应的弹性势能Ep【答案】见解析（1）P1与P2碰撞过程遵循动量守恒解得全过程三者动量守恒解得（2）当P压缩弹簧至最短时，三个物块速度也相同设为v3解得从P1与P2碰撞后到弹簧被压缩到最短的过程应用能量守恒定律从P1与P2碰撞后到三者相对静止的过程应用能量守恒定律联立解得：。