2019屆高三物理百所名校好題速遞分項解析匯編：第03期解析版專題16碰撞與動量守恒選修5

1、2017屆高三物理百所名校速遞分項匯編系列專題16 碰撞與動量守恒專題(選修3-5)一、選擇題1.12019 安徽省合肥一中高三第一次月考】A、B兩球沿一直線運(yùn)動并發(fā)生正碰，如圖所示 為兩球碰撞前后的位移時間圖像a、b分別為A、B兩球碰前的位移時間圖像，c為碰撞后兩球 共同運(yùn)動的位移時間圖像，若A球質(zhì)量m=2kg,則由圖可知下列結(jié)論正確的是A. A、B碰撞前的總動量為3kgm/sB.碰撞時A對B所施沖量為-4NsC.碰撞前后A的動量變化為4kgm/sD.碰撞中A、B兩球組成的系中損失的動能為10J【答案】BCD【解析】由代圖象可知，碰撞前有：匕=區(qū)=上3=3加曲，%=S加工 碰撞后有：匕=也=

2、卜=：= 一1加s j對一、B組成的系統(tǒng)，一、3兩球沿一直線運(yùn)動并發(fā)生正碰 , 碰撞前后 物體都是做勻速直線運(yùn)動，所以系統(tǒng)的動量守恒.碰撞前后工的動量變化為：記匕=2x(-1)-2x(-3) =4A即I ：口根據(jù)動量守恒定律.碰撞前后總的動量變化為：=-PA = -Akgm s , y ： PB=msyst-vs) 0r：啊=綠 = 7 =社咫，所以再與君 %一0 一1-2 3碰撞前的總動量為：= mvj +mBvB =2xf-3j- = -？至贊,工，由動量定理可知，碰撞時3對B所施沖量為：，日=隹=s = -4A-J .碰撞中A, 3兩球組成的系統(tǒng)損失的動能：一=(加+制/小，代人數(shù)據(jù)解得

3、：A：=10L故A錯誤，ECD正確s考點：考查了動量的表達(dá)式及動量定理的直接應(yīng)用【名師點睛】在位移時間圖象中，斜率表示物體的速度，由圖象可知碰撞前后的速度，根據(jù) 動量的公式及動量守恒定律可以求解。二、非選擇題1.12019 安徽省合肥一中高三第一次月考】一右端帶有小斜面的長木板P靜止與光滑的水平 地面上，長木板質(zhì)量為2kg，如圖所示，木板上表面的ab部分未粗糙的水平面，長度為2m， bc部分為一光滑斜面，ab和bc兩部分通過長度可忽略的光滑圓弧連接，現(xiàn)有一質(zhì)量為1kg的 小滑塊（可看做質(zhì)點）以大小為3m/s的水平初速度從a點向左運(yùn)動，在斜面上上升的最大高 度為0.1m，返回后在到達(dá)a點前與長木

4、板P相對靜止，重力加速度為g = 10m/ s2，求：（1）滑塊在ab段受到的摩擦力f；（2）滑塊最后距a點的距離s；【答案（1）f = 1.0N（2）s = 1.0mE解析】（1）以向左為正，兩物體從開始到第一次達(dá)到共同速度過程由動量和能量守恒得：陽 =（加+Af）y ffi；zmuJ = : （燒 + Af ） v1 +mgh+JZ ,由得：J =,（2）木塊返回與物體P第二次達(dá)到共同速度與第一次相同（動量守恒），全過程能量守恒得：由得：s = I.Ojk考點：考查了動量守恒定律和能量守恒定律【名師點睛】兩物體從開始到第一次到達(dá)共同速度過程中動量守恒，結(jié)合動量守恒定律和能量守恒定律求出木塊

5、在ab段受到的摩擦力.木塊返回與物體P第二次達(dá)到共同速度與第一次達(dá)到共同的速度相同，對全過程運(yùn)用能量守恒定律求出木塊最后距a點的距離s2.12019 安徽省黃山市屯溪一中高三第二次月考】（15分）如圖所示，水平地面上的一輛小 車在水平向右的拉力作用下，以速率v 0向右做勻速直線運(yùn)動，車內(nèi)底面上緊靠左端面處有一 光滑的小球，車的質(zhì)量是小球質(zhì)量的2倍，小球到車右端面的距離為L,車所受路面的摩擦阻 力大小等于車對水平面壓力的0.3倍.某時刻撤去水平拉力，經(jīng)一段時間小球與車的右端面相 撞，小球與車碰撞時間極短且碰撞后不再分離，已知重力加速度g = 10 m / s 2 .撤去拉力后， 求：(1)小車運(yùn)

6、動時的加速度大小；(2)再經(jīng)多長時間小球與車右端面相撞；(3)小車向右運(yùn)動的總路程.【答案】(1)球與車相撞前車的加速度為4.5m/s2球與車相撞后車的加速度為3m/s22 L v(2)小球與車相撞時車還未停下t =- LL ,小球與車相撞時車已停下t = + -01 32 v 90v 2 一 2 L(3)小球與車相撞時車還未停下，小車向右運(yùn)動的總路程為67 V 2小球與車相撞時車已停下，小車向右運(yùn)動的總路程為可才【解析】C）設(shè)小球的質(zhì)量為笊，則車的質(zhì)量為2笊，車所受路面阻力/ = 0-3m3痛=9陽車與球相撞前，車在水平方向只受地面的摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律：f = 2叫則車的加速度大小。1

7、=43牝車與球相撞后，2m車與球作為一個整體,由牛頓第二定律/ = 3出牝則車的加速度大小叼=二=3制C分）（只求出一種情況給？分）（.2）分兩種情況討論：您分）（只求出一種情況給3分）若小球與車相撞時車還未停下,設(shè)相撞經(jīng)歷時間為女,則車的位移：西=為n -；。片小球的位移：= VA 車與球位移的關(guān)系：三=+工1由以上各式解得： =；在, v 2若小球與車相撞時車已停下，設(shè)相撞經(jīng)歷時間為12，則車的位移： 1=寸1小球的位移：X= vt又車與球位移的關(guān)系：X= L + x20 221L v由以上各式解得：t =- + -02 v 90（3）分兩種情況討論：（6分）（只求出一種情況給3分）若小球

8、與車相撞時車還未停下，則相撞前車的位移為：毛=g口舌=? -1 相撞時車的速度為：畛=為一。由=% - 3 JZ相撞后共同速度為，根據(jù)動量守恒定律得：2mvx +mv0 = 3mv 帶入數(shù)據(jù)解得：-相撞后共同滑行位移：主=小車向右運(yùn)動的總路程：工莖=為一H=三三若小球與車相撞時車已停下，則相撞前車的位移為：父= = ?相撞后共同速度為“I根據(jù)動量守恒定律得：熱 = 3出M帶入數(shù)據(jù)解得：d = 車相撞后位移：/= 5 = 小車向右運(yùn)動的總路程：1=，； + = *考點：牛頓第二定律、相對運(yùn)動、動量守恒【名師點睛】本題是相對運(yùn)動問題中比較復(fù)雜的一個題，要充分考慮到球在與車碰前做勻速 直線運(yùn)動，那么

9、要注意到：球與車碰時分為兩種情況：小球與車相撞時車未停下，小球與車 相撞時車已停下，再結(jié)合牛頓運(yùn)動定律、運(yùn)動學(xué)公式、位移間的關(guān)系，進(jìn)而求出車的加速度、 運(yùn)動時間、運(yùn)動的總路程。3.12019 廣西省桂林市桂林中學(xué)高三10月月考】（10分）如圖所示，靜置于水平地面的三 輛手推車沿一直線排列，質(zhì)量均為m，人在極短的時間內(nèi)給第一輛車一水平?jīng)_量使其運(yùn)動， 當(dāng)車運(yùn)動了距離L時與第二輛車相碰，兩車以共同速度繼續(xù)運(yùn)動了距離L時與第三車相碰，三 車以共同速度又運(yùn)動了距離L時停止。車運(yùn)動時受到的摩擦阻力恒為車所受重力的k倍，重力 加速度為g,若車與車之間僅在碰撞時發(fā)生相互作用，碰撞時間很短，忽略空氣阻力，求：（

10、1）整個過程中摩擦阻力所做的總功；（2）人給第一輛車水平?jīng)_量的大小?！敬鸢浮?1) -6kmgL (2) 2mq7kgL1解析】口）設(shè)運(yùn)動過程中摩擦阻力做的總功為W,貝U W=-kmgL- 2kmgL- 3kmgL= - SkmgL ?即整個過程中摩擦阻力所做的總功為（2）設(shè)第一車的初速度為物,第一次碰前速度為嶙，碰后共同速度為的，第二次碰前速度為內(nèi),碰后共同速度為叼- kmgL =一郎* K2M 城= （2 融）4 k（3m）gL =0 ；仔加） 說由動量守恒得mv1 =2tkVj = 3mu2人給第一輛車水平?jīng)_量的大小1=那叼=癡/的考點：動量守恒定律及能量守恒定律【名師點睛】本題關(guān)鍵在于

11、運(yùn)動的過程較多，有三個勻減速過程和兩個碰撞過程，可以交叉運(yùn)用動能定理和動量守恒定律列式求解，題中涉及的字母較多，要有足夠的耐心，更要細(xì)心。4.12019 貴州省凱里市第一中學(xué)高三上學(xué)期第四次模擬】（9分）如圖，小球a、b用等長細(xì)線懸掛于同一固定點O。讓球a靜止下垂，將球b向右拉起，使細(xì)線水平。從靜止釋放球b， 兩球碰后粘在一起向左擺動，此后細(xì)線與豎直方向之間的最大偏角為60。忽略空氣阻力，求（i）兩球a、b的質(zhì)量之比；（ii）兩球在碰撞過程中損失的機(jī)械能與球b在碰前的最大動能之比。【答案】見解析。【解析】（0設(shè)球b的質(zhì)量為m2,細(xì)線長為L,球b下落至最低點，但未與球a相碰時的速度為v,由機(jī)械能

12、守恒定律得 2U分）式中g(shù)是重力加速度的大小。設(shè)球a的質(zhì)量為g,在兩球碰后的瞬間，兩球共同速度為V、以向左為正有動蚩守恒定律得吃*=（曬十叫。分）設(shè)兩球共同向左運(yùn)動到最高處，細(xì)線與豎直方向的夾角為%由機(jī)械能守恒定律得(出1 +瑕)v =-m2gL(1 cosl聯(lián)立式得嗎 Yiess代入數(shù)據(jù)得:丐口分）（ii）兩球在碰撞過程中的機(jī)械能損失是Q = m 2gL 一（ 1 + m 2）gL（1 COS0 ）（2分）m v 21聯(lián)立式，Q與碰前球b的最大動能E（E, = 2 2 ）之比為2(1 - cose)E2聯(lián)立式，并代入題給數(shù)據(jù)得k2（1分）考點：動能定理、動量守恒定律。5.12019 河南省鶴

13、壁市高級中學(xué)高三上學(xué)期第五次周練】如圖，放在光滑水平面上的兩個木 塊A、B中間用輕彈簧相連，其質(zhì)量分別為m1 = 2kg、m1= 970g，木塊a左側(cè)靠一固定豎 直擋板，且彈簧處于自然伸長狀態(tài)，某一瞬間有一質(zhì)量為m = 30g的子彈以v = 100m/s的 速度水平向左射入木板B,并留在木塊B內(nèi)，木塊B向左壓縮彈簧然后被彈簧彈回，彈回時帶 動木塊A運(yùn)動，已知彈簧的形變在彈性限度范圍內(nèi)，求：| A WW B 從子彈射入木塊B后到木塊A恰好離開擋板的過程，木塊B與子彈一起受到的彈簧彈力的 沖量；當(dāng)彈簧拉伸到最長時，彈簧的最大彈性勢能Ep。【答案】/ = -6Ns3J【解析】取水平向左為正方向，子彈

14、射入木塊看的瞬間，子彈和木塊B組成的系統(tǒng)動量守恒，則有：加。為=（% +嗎）可，代入數(shù)據(jù)解得：玨二3加5經(jīng)分析可知，當(dāng)木塊,恰好離開擋板時，木塊工的速度為L且彈簧也恰好處于原長，根據(jù)能量守恒定律可知，此時B的速度大小為：巧二3加/,，方向水平向右，則從子彈射入3后到木塊W恰好離開擋板的過程中，木塊3和子彈一起受到的彈雷彈力沖量為：=一（/1 +/）必一（嗎+叫）耳1代人數(shù)據(jù)解得：I = -2胞當(dāng)和3與子彈速度相等時，彈簧最長，彈性勢能最大，取水平向左為正方向，根據(jù)動量守恒定律得： （%+咽）h=（叫+嗎+戶代入數(shù)據(jù)解得：v = 1m . j根據(jù)能量守恒得：最大彈性勢能為：&=；版+?。┒?叱

15、+網(wǎng)卜=31考點：考查了動量守恒定律和能量守恒定律【名師點睛】子彈擊中木塊的過程中動量守恒，由動量守恒定律可以求出子彈和B得共同速度，經(jīng)分析可知，當(dāng)木塊八恰好離開擋板時，木塊八的速度為0，且彈簧也恰好處于原長，根據(jù)能量守恒定律可知，此時B的速度，則從子彈射入B后到木塊八恰好離開擋板的過程中，根據(jù)動量定理求解；當(dāng)八和B與子彈速度相等時，彈簧最長，彈性勢能最大，根據(jù)動量守恒定律和能量守恒列式求解6.12019 寧夏銀川一中高三上學(xué)期第二次月考】如圖所示，在光滑的水平面上有一長為L的 木板B,其右側(cè)邊緣放有小滑塊C,與木板B完全相同的木板A以一定的速度向左運(yùn)動，與木 板B發(fā)生正碰，碰后兩者粘在一起并

16、繼續(xù)向左運(yùn)動，最終滑塊C剛好沒有從木板上掉下。已 知A、B和C的質(zhì)量均為m, C與A、B之間的動摩擦國數(shù)均為心求：木板A與B碰前的速度v0；整個過程中木板B對木板A的沖量I?！敬鸢浮縑o22 m %： 3HgLE解析】設(shè)總磋3后的共同速度不H ,由動量守恒：mV0 = 2mVl 之后工3整體與。作用達(dá)到新的共同速度由動量守恒：2=3加% C在月上滑動過程中，由功能關(guān)系得：以戒乩二：3吶彳一g 2次V： 聯(lián)立可得：彩=2gL。2m3figL 由動量定理，君對工的沖量與1對w的沖量等大反向：1 = mvi =負(fù)號表小R 對總的沖量方向水平向右口考點：動量守恒定律、動量定理【名師點睛】本題考查了求速

17、度與沖量問題，分析清楚運(yùn)動過程、選擇恰當(dāng)?shù)倪^程應(yīng)用動量 守恒定律、能量守恒定律、動量定理即可正確解題。7.12019 山西省臨汾市第一中學(xué)高三10月月考】如圖所示，可看成質(zhì)點的小物體疊放在上 表面光滑的B物體上，一起以的速度沿光滑的水平軌道勻速運(yùn)動，與靜止在同一光滑水平 軌道上的木板C發(fā)生碰撞，碰后B、C的速度相同，B、C的上表面相平且B、C不粘連，A滑 上C后恰好能到達(dá)C板的右端。已知A、B的質(zhì)量相等，C的質(zhì)量為A的質(zhì)量的2倍，木板C 長為3重力加速度為g。求：A物體的最終速度；A物體與木板C上表面間的動摩擦因數(shù)。4 V 20-27 gL【解析】設(shè)3、3的質(zhì)量為加，則5的質(zhì)量為2相，乩C1碰

18、撞過程中動量守恒，令乩U碰后的共同速度為巧,以3的初速度方向為正方向,由動量守恒定律得：扭眩=3四由解得:可=三，反匚共速后工以”的速度滑上G工滑上。后，B、。脫離且、C相互作 用過程中動量守恒，設(shè)最終用、仁的共同速度巧，以向右為正方向，由動量守恒定律得：制為 + lm = 3mv2解得：v2 =口在U相互作用過程中,根由能量守恒定律得：yz =:也+!-2啊，；一,-371，；，又二小咫,解得：出二37?？键c：動量守恒定律、功能關(guān)系 【名師點睛】本題的關(guān)鍵要注意研究對象的選擇、明確選擇正方向，分析清楚物體運(yùn)動過程， 運(yùn)用動量守恒定律、能量守恒定律解題。8.12019 吉林省長春市高三質(zhì)量檢測

19、(10分)如圖所示在光滑的水平面上靜止著一個質(zhì)量 為4m的木板B, B的左端靜止著一個質(zhì)量為2m的物塊從已知A、B之間的動摩擦因數(shù)為，現(xiàn) 有質(zhì)量為m的小球以水平速度v0.飛來與A物塊碰撞后立即以大小為g的速率彈回，在整個過 程中物塊A始終未滑離木板B,且物塊A可視為質(zhì)點，求:相對B靜止后的速度;木板B至少 多長?【答案】2 Vv = -013【解析】設(shè)小球m與物塊A碰撞后A的速度為V，以v0的方向為正方向，由動量守恒定律得 mvmv = - o- + 2 mvo 3i設(shè)物塊A與木塊B共同的速度v2由動量守恒定律得2mv=(2m+4m)v2。解上兩式可得 2 V2 VV = -0V = -013

20、29設(shè)A在B上滑過的距離為3由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律得1/- 1/C ,一一2H mgL = x 2mv 2 (2m + 4m)v 22122解得：4v 2L =027 H g考點：能的轉(zhuǎn)化和守恒定律；動量守恒定律【名師點睛】解決本題的關(guān)鍵是A與B組成的系統(tǒng)在碰撞過程中滿足動量守恒，A在B上滑動 時，A相對于B滑動的位移為相對位移，摩擦力在相對位移上做的功等于系統(tǒng)機(jī)械能的損耗。 9.12019 四川省成都市樹德中學(xué)高三10月月考】滑塊a、b沿水平面上同一條直線發(fā)生碰撞; 碰撞后兩者粘在一起運(yùn)動；經(jīng)過一段時間后，從光滑路段進(jìn)入粗糙路段。兩者的位置x隨時間 t變化的圖像如圖所示。求：滑塊a、b的質(zhì)量之

21、比；整個運(yùn)動過程中，兩滑塊克服摩擦力做的功與因碰撞而損失的機(jī)械能之比。【答案】m : m = 1:8W: AE = 1: 2【解析】設(shè)3的質(zhì)量分別為嗎、打碰撞前地速度為中巧.由題給的圖象得巧=-2/n /，均=1$，也b發(fā)生完全非彈性碰撞，碰撞后兩滑塊的共同速度為v.由題給的圖象得出曲由動量守恒定律得時心+巧修=（+）產(chǎn)聯(lián)立式得啊=1：由能量守恒得，兩滑塊因碰撞損失的機(jī)械能為= ?叫父+附4金（+%）V1 上人工由圖象可知，兩滑塊最后停止運(yùn)動，由動能定理得，兩滑塊克服摩擦力所做的功為用=;（%+圾）/聯(lián)立式，并代入數(shù)據(jù)得W: AE = 1:2考點：考查了動量守恒定律，能量守恒定律【名師點睛】本

22、題是對動量守恒的考查，同時注意位移時間圖象的含義，根據(jù)圖象來計算速度的大小，利用能量的守恒來分析損失的能量的多少10.12019 河南省開封市高三上學(xué)期定位考試】（8分）盧瑟福用a粒子轟擊氮核發(fā)現(xiàn)質(zhì)子。發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)為：V N + * f 17 O + ：H。已知氮核質(zhì)量為mN=14.00753u，氧核的質(zhì)量為mo=17.00454u，氮核質(zhì)量mHe=4.00387u，質(zhì)子（氫核）質(zhì)量為mp=1.00815u。（已知：1uc2=931MeV，結(jié)果保留2位有效數(shù)字）求：這一核反應(yīng)是吸收能量還是放出能量的反應(yīng)？相應(yīng)的能量變化為多少？若入射氮核以v=3x107m/s的速度沿兩核中心連線方向轟擊靜止

23、氮核。反應(yīng)生成的氧核和質(zhì)子同方向運(yùn)動，且速度大小之比為1:50。求氧核的速度大小?！敬鸢浮课盏哪芰繛?.20MeV；1.8x106m/s【解析】泄=琪、一泄格-超擰-啊=-0. 001二/泄 /= -1.2OMeV故這一核反應(yīng)是吸收能量的反應(yīng)，吸收的能量為1.20MeV泄拄叱二泄方誑L 泄白如又因 Vo： Vk=1:50解得：vi?=1.8xlOfim/s 考點：動量守恒定律；質(zhì)能方程【名師點睛】考查質(zhì)量虧損與質(zhì)能方程的應(yīng)用，掌握動量守恒定律的內(nèi)容，注意其矢量性， 同時注意單位的換算是解題的關(guān)鍵。11.12019 甘肅省蘭州第一中學(xué)高三9月月考】(6分)如圖所示，質(zhì)量為m=2 kg的物塊A

24、從高為h=0.2 m的光滑固定圓弧軌道頂端由靜止釋放，圓弧軌道底端的切線水平，物塊A可 從圓弧軌道的底端無能量損失地滑上一輛靜止在光滑水平面上的小車B，且物塊A恰好沒有滑離小車B.已知小車B的長度為l=0.75 m，質(zhì)量M=6 kg，重力加速度為g=10 m/s2,求：(i)物塊A與小車B間的動摩擦因數(shù);(ii)當(dāng)物塊A相對小車B靜止時小車B運(yùn)動的位移?！敬鸢浮?i) 0.2 (ii) -3 m16【解析】設(shè)物塊用從圓弧軌道頂端滑到底端時的速度為V0 ,由動能定理可得即3用V/ 解得地=- m i物塊且滑上小車B后，系統(tǒng)動量守恒，設(shè)它們相對靜止時的速度為h則麗用-必解得 1M).5 ms由功能

25、關(guān)系可得:而=泄7辦二-f mg?解得尸0.2物塊A滑上小車3后，小車3曲勻加速運(yùn)動，小車3的加速度為點=曹 =”6它們相對靜止時，小車運(yùn)動的位移為/=二=2次 考點：牛頓第二定律；動量守恒定律 【名師點睛】該題是一道綜合題，綜合運(yùn)用了機(jī)械能守恒定律、動量守恒定律、動能定理以 及功能關(guān)系，解決本題的關(guān)鍵熟練這些定理、定律的運(yùn)用。12.12019 河北省衡水中學(xué)高三摸底聯(lián)考】如圖所示，光滑水平直導(dǎo)軌上放置長木板B和滑 塊c，滑塊a置于b的左端，且a、b間接觸面粗糙，三者質(zhì)量分別為mj 1 kg、mj 2 kg、 m = 23kg，開始時A、B 一起以速度V0 = 10m/ s向右運(yùn)動，與靜止的C

26、發(fā)生碰撞，碰后c 向右運(yùn)動，又與豎直固定擋板碰撞，并以碰前速率彈回，此后B與C不再發(fā)生碰撞，已知B 足夠長，A、B、C最終速度相等，求B與C碰后瞬間B的速度大小?！敬鸢浮縱 = 7.25 m / s【解析】設(shè)碰后B速度為VB, C速度為V。，以向右為正方向，由動量守恒定律得：m v = m V 一 m vBC碰后，A、B在摩擦力作用下達(dá)到共同速度，大小為V。，由動量守恒定律得：m v m v =一( m + m ) v代入數(shù)據(jù)聯(lián)立得：vb= 7.25 m / s考點：動量守恒定律【名師點睛】分析物體的運(yùn)動過程，選擇不同的系統(tǒng)作為研究對象，多次運(yùn)用動量守恒定律 求解，注意動量守恒定律是矢量式，使用前要先規(guī)定正方向。13.12019 湖南