2019版高考物理總復(fù)習(xí) 第19課 動(dòng)量守恒定律 碰撞練習(xí)

1、2019版高考物理總復(fù)習(xí) 第19課 動(dòng)量守恒定律 碰撞練習(xí)第19課動(dòng)量守恒定律碰撞1系統(tǒng)動(dòng)量是否守恒的判斷(1)(多選)(經(jīng)典題，6分)如圖所示，A、B兩物體的質(zhì)量mA>mB，中間用一段細(xì)繩相連并有一被壓縮的彈簧，放在平板小車C上后，A、B、C均處于靜止?fàn)顟B(tài)。若地面光滑，則在細(xì)繩被剪斷后，A、B從C上滑離之前，A、B在C上向相反方向滑動(dòng)過程中()A若A、B與C之間的摩擦力大小相同，則A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，A、B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量也守恒B若A、B與C之間的摩擦力大小不相同，則A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，A、B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量也不守恒C若A、B與C之間的摩擦力大小不相同，則A、B組成的

2、系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，但A、B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒D以上說法均不對(duì)答案：AC解析：當(dāng)A、B兩物體組成一個(gè)系統(tǒng)時(shí)，彈簧的彈力為內(nèi)力，而A、B與C之間的摩擦力為外力。當(dāng)A、B與C之間的摩擦力等大、反向時(shí)，A、B組成的系統(tǒng)所受外力之和為零，動(dòng)量守恒。當(dāng)A、B與C之間的摩擦力大小不相等時(shí)，A、B組成的系統(tǒng)所受外力之和不為零，動(dòng)量不守恒。而對(duì)于A、B、C組成的系統(tǒng)，由于彈簧的彈力及A、B與C之間的摩擦力均為內(nèi)力，故不論A、B與C之間的摩擦力的大小是否相等，A、B、C組成的系統(tǒng)所受外力之和均為零，故系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，故A項(xiàng)、C項(xiàng)均正確，B項(xiàng)、D項(xiàng)均錯(cuò)誤。2動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用a“人船”模型(2)(經(jīng)典題，8分)長(zhǎng)

3、為L(zhǎng)、質(zhì)量為m2的船停在平靜水面上，一個(gè)質(zhì)量為m1的人靜立在船頭，若不計(jì)水的阻力，當(dāng)人從船頭走到船尾的過程中，船和人對(duì)地面的位移各是多少？答案：s1L，s2L(8分)解析：選人、船系統(tǒng)為研究對(duì)象，設(shè)某時(shí)刻人的速度大小為v1，船的速度大小為v2，人行進(jìn)的方向?yàn)檎较颍蓜?dòng)量守恒，得m1v1m2v20(2分)因人由船頭至船尾的各個(gè)時(shí)刻，此式均成立，因此，此過程中，人的位移s1與船的位移s2之比也應(yīng)等于它們的質(zhì)量的反比，即(2分)由幾何關(guān)系可知s1s2L(2分)解得s1L，s2L(2分)b臨界問題(3)(經(jīng)典題，8分)如圖所示，甲車質(zhì)量m120kg，車上有質(zhì)量M50kg的人，甲車(連同車上的人)以v

4、3m/s的速度向右滑行。此時(shí)質(zhì)量m250kg的乙車正以v01.8m/s的速度迎面滑來，為了避免兩車相撞，當(dāng)兩車相距適當(dāng)距離時(shí)，人從甲車跳到乙車上，求人跳出甲車的水平速度(相對(duì)地面)至少是多大才能避免兩車相撞？不計(jì)地面和小車間的摩擦，設(shè)乙車足夠長(zhǎng)，取g10m/s2。答案：3.8m/s(8分)解析：取兩車和人為研究對(duì)象，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律得(m1M)vm2v0(Mm1m2)v共(3分)代入數(shù)據(jù)解得v共1m/s(1分)設(shè)人跳出甲車的水平速度為v，取人和乙車為研究對(duì)象，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律得Mvm2v0(Mm2)v共(3分)代入數(shù)據(jù)解得v3.8m/s(

5、1分)所以人的速度至少為3.8m/s3碰撞a彈性碰撞(4)(2016全國(guó)，10分)如圖，水平地面上有兩個(gè)靜止的小物塊a和b，其連線與墻垂直；a和b相距l(xiāng)，b與墻之間也相距l(xiāng)；a的質(zhì)量為m，b的質(zhì)量為m。兩物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均相同?，F(xiàn)使a以初速度v0向右滑動(dòng)，此后a與b發(fā)生彈性碰撞，但b沒有與墻發(fā)生碰撞。重力加速度大小為g。求物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)滿足的條件。答案：<(10分)解析：設(shè)物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。若要物塊a、b能夠發(fā)生碰撞，應(yīng)有mv>mgl(1分)即<(1分)設(shè)在a、b發(fā)生彈性碰撞前的瞬間，a的速度大小為v1。由能量守恒定律得mvmvmgl(2分)設(shè)在a

6、、b碰撞后的瞬間，a、b的速度大小分別為v1、v2，由動(dòng)量守恒和能量守恒有mv1mv1mv2(1分)mvmv12v22(1分)聯(lián)立解得v2v1(1分)由題意，b沒有與墻發(fā)生碰撞，由功能關(guān)系可知v22gl(1分)聯(lián)立解得(2分)聯(lián)立式，a與b發(fā)生碰撞、但b沒有與墻發(fā)生碰撞的條件為<b完全非彈性碰撞(5)(經(jīng)典題，10分)如圖所示，光滑的桿MN水平固定，物塊A穿在桿上，可沿桿無摩擦滑動(dòng)，A通過長(zhǎng)度為L(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩與物塊B相連，A、B質(zhì)量均為m且可視為質(zhì)點(diǎn)。一質(zhì)量也為m的子彈水平射入物塊B后未穿出，若桿足夠長(zhǎng)，此后運(yùn)動(dòng)過程中繩子偏離豎直方向的最大夾角為60。求子彈剛要射入物塊B時(shí)的速度大小。答案

7、：2(10分)解析：子彈射入物塊B的過程，子彈和物塊B組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒mv02mv1(3分)子彈開始射入物塊B到細(xì)繩偏離豎直方向夾角最大的過程，子彈和兩物塊組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒mv03mv2(2分)據(jù)能量關(guān)系可得2mgL(1cos60)2mv3mv(3分)解得v02(2分)c“類碰撞”問題(6)(經(jīng)典題，10分)如圖，放置在光滑水平面上兩物體A、B的質(zhì)量分別為m1、m2，它們間用一輕彈簧連接，今突然給A一個(gè)沖量，使A具有速度v0，向右運(yùn)動(dòng)，求：彈簧的壓縮量最大時(shí)，A、B的速度分別為多大？彈簧彈性勢(shì)能多大？當(dāng)彈簧第一次恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，A、B的速度為多少？答案：，m1v(5分)v0，v

8、0(5分)解析：彈簧的壓縮量最大時(shí)A、B兩物體的速度相等，根據(jù)動(dòng)量守恒有m1v0(m1m2)v(2分)解得v(1分)此時(shí)系統(tǒng)動(dòng)能損失為Ekm1v(m1m2)v2(1分)解得EpEkm1v(1分)從彈簧為原長(zhǎng)到彈簧第一次恢復(fù)原長(zhǎng)，系統(tǒng)水平方向的動(dòng)量守恒，且初末狀態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)能無損失，所以，可將這個(gè)過程看成完全彈性碰撞，根據(jù)動(dòng)量守恒和能量守恒有m1v0m1v1m2v2(2分)m1vm1vm2v(2分)解得A、B兩物體的速度為v1v0，v2v0(1分)4碰撞可能性的判斷(7)(經(jīng)典題，3分)甲、乙兩球在光滑水平面上沿同一直線、同一方向運(yùn)動(dòng)，甲球的動(dòng)量是p15kgm/s，乙球的動(dòng)量是p27kgm/s，當(dāng)甲球追上乙球發(fā)生碰撞后，乙球的動(dòng)量變?yōu)閜210kgm/s，設(shè)甲球的質(zhì)量為m1，乙球的質(zhì)量為m2，則m1、m2的關(guān)系可能是()Am1m2B2m1m2C4m1m2D6m1m2答案：C解析：碰撞過程中動(dòng)量守恒，可知碰