（江浙选考1）2020版高考物理总复习 第十五章 动量守恒定律 考点强化练35 碰撞与反冲运动

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1、考点强化练35碰撞与反冲运动1.两个带正电的不同重离子被加速后,沿同一条直线相向运动而发生猛烈碰撞。为了使碰撞前的动能尽可能多地转化为内能,关键是设法使这两个重离子在碰撞前的瞬间具有相同大小的()A.速率B.质量C.动量D.动能2.如图所示,物体A静止在光滑的水平面上,A的左边固定有轻质弹簧,与A质量相同的物体B以速度v向A运动并与弹簧发生碰撞,A、B始终沿同一直线运动,则A、B组成的系统动能损失最大的时刻是()A.A开始运动时B.A的速度等于v时C.B的速度等于零时D.A和B的速度相等时3.(多选)在光滑水平面上动能为E0、动量大小为p0的小钢球1与静止小钢球2发生碰撞,碰撞前、后球1的运动

2、方向相反,将碰后球1的动能和动量大小分别记为E1、p1,球2的动能和动量大小分别记为E2、p2,则必有()A.E1E0B.p1E0D.p2”“=”或“”)。(2)若进行实验,以下所提供的测量工具中必需的是。A.刻度尺B.游标卡尺C.天平D.弹簧测力计E.秒表(3)用实验中测得的数据来表示,只要满足关系式,就能说明两球碰撞前后动量是守恒的。13.近年春节期间,全国许多大中城市将燃放烟花爆竹禁放改为限放,增加了节日气氛。假设一质量为m的烟花从地面上A点以速度v竖直上升到最大高度处炸裂为质量相等的两块,沿水平方向向相反两个方向飞出,假设其中一块落在距A点距离为s处,不计空气阻力及消耗的炸药质量,烟花

3、炸裂时消耗的化学能80%转化为动能。求:(1)烟花上升的最大高度;(2)烟花炸裂后的一块水平飞出时的速度大小;(3)烟花炸裂时消耗的化学能。14.如图所示,一个质量为m的玩具蛙,蹲在质量为M的小车的细杆上,小车放在光滑的水平桌面上,若车长为L,细杆高为h,且位于小车的中点,试求:当玩具蛙最小以多大的水平速度v跳出,才能落到桌面上。考点强化练35碰撞与反冲运动1.C尽量减小碰后粒子的动能,才能增大内能,所以设法使这两个重离子在碰撞前的瞬间具有相同大小的动量,C正确。2.D对A、B组成的系统由于水平面光滑,所以动量守恒。而对A、B、弹簧组成的系统机械能守恒,即A、B动能与弹簧弹性势能之和为定值。当

4、A、B速度相等时,可类似于A、B的完全非弹性碰撞,A、B总动能损失最多,此时弹簧形变量最大,弹性势能最大。3.AB由题意知,碰撞后两球均有速度,由碰撞过程中总动能不增加可知,E1E0,E2E0,p1p0,故D错误。4.BC碰撞的瞬间小车和木块组成的系统动量守恒,摆球的速度在瞬间不变,以球的初速度方向为正方向,若碰后小车和木块的速度变v1和v2,由动量守恒定律得:Mv=Mv1+mv2,若碰后小车和木块速度相同,小车和木块的速度都变为u,由动量守恒定律得:Mv=(M+m)u,故BC正确,AD错误。5.AD当弹簧压缩到最短长度时,甲乙具有相同的速度,弹簧的势能最大,甲的速度不为零,故A正确,B错误;

5、在压缩弹簧的过程中,物块的一部分分动能转化为弹簧的弹性势能,所以甲物块动能的减少量等于乙物块增加的动能以及弹簧增加的弹性势能的和,故C错误;在碰撞的过程中两个物体以及弹簧组成的系统在水平方向的动量守恒,所以甲物体动量的减小量和乙物体动量的增加量大小相等,故D正确。6.B炮弹相对地面的速度为v0+v2。由动量守恒得Mv1=(M-m)v2+m(v0+v2),得v0=。7.答案 (1)64.7(2)AB解析 (1)碰撞后b球的水平射程落点如图2所示,取所有落点中靠近中间的点读数,即可取一个最小的圆的圆心,约为64.7 cm;(2)斜槽的末端必须水平,才能保证两个小球离开斜槽后做平抛运动。所以A选项是

6、正确的;为使两球发生对心正碰,两球半径必须相等,所以B选项是正确的;为防止碰撞后入射球反弹,入射球的质量应大于被碰球的质量,为使两球发生正碰,两球半径应相等,则两球的材料应不同,故C错误;如果碰撞过程中动量守恒,则:mav0=mav1+mbv2,实验需要测出两球的质量,故D错误;所以AB选项是正确的。8.答案 mv2解析 规定向左为正方向,由动量守恒定律可得:推出木箱的过程中,(m+2m)v1-mv=0,接住木箱的过程中,mv+(m+2m)v1=(m+m+2m)v2,小明对木箱做功为W,则W=,代入数据解得:W=mv2。9.D设质量为3m的物体离开弹簧时的速度为v,根据动量守恒定律,则有:(3

7、m+m)v0=m2v0+3mv解得:v=v0根据动能定理,弹簧对两个物体做的功分别为:W1=m(2v0)2-W2=3m(v0)2-3m=-所以弹簧做的总功:W=W1+W2=质量为m的物体动能的增量为:m(2v0)2-此过程中弹簧的弹性势能的减小量为弹簧弹力做的功即为由机械能守恒可知,两物体之间转移的动能为:。10.BD橡皮泥下落的时间为:t= s=0.5 s。故A错误;橡皮泥与小车在水平方向的动量守恒,选取向右为正方向,则有:m1v0=(m1+m2)v,所以共同速度为:v= m/s=2 m/s,故B正确;橡皮泥落入小车的过程中,橡皮泥与小车组成的系统在水平方向的动量守恒,但竖直方向的动量不守恒

8、。故C错误;在整个的过程中,系统损失的机械能等于橡皮泥的重力势能与二者损失的动能,得:E=m2gh+m1(m1+m2)v2,代入数据可得:E=7.5 J。故D正确。故选BD。11.A因为各球间发生的碰撞是弹性碰撞,则碰撞过程机械能守恒,动量守恒。因碰撞后三个小球的动量相等设为p,则总动量为3p。由机械能守恒得,即,代入四个选项的质量比值关系,只有A项符合,故选A。12.答案 (1)(2)AC(3)m1=m1+m2解析 (1)为了防止入射球碰后反弹,一定要保证入射球的质量大于被碰球的质量,即m1m2。(2)要验证动量守恒定律,需测量小球的质量和三个落点到B点的距离。故提供的测量工具中必需的是AC

9、。(3)碰撞前,小球m1落在图中的P点,设其水平初速度为v1。小球m1、m2发生碰撞后,m1的落点在图中的M点,设其水平初速度为v1,m2的落点在图中的N点,设其水平初速度为v2。设斜面与水平间的倾角为,由平抛运动规律得:sMsin =gt2、sMcos =v1t解得:v1=同理可得:v1=、v2=只要满足m1v1+0=m1v1+m2v2即m1=m1+m2,就可以说明两球碰撞前后动量是守恒的。13.答案 (1)(2)(3)解析 (1)由竖直上抛公式得烟花上升的最大高度h=。(2)设烟花炸裂后的一块水平飞出时的速度大小为v1,由平抛运动规律得s=v1t,h=gt2,解得v1=。(3)烟花炸裂后两块在水平方向动量守恒,v1-v2=0,解得另一块的速度为v2=v1。由能量守恒定律得烟花炸裂时消耗的化学能E=。14.答案 解析蛙跳出后做平抛运动,到达小车上表面的运动时间为t=,蛙与车水平方向动量守恒,可知mx=M(-x),蛙要能落到桌面上,其最小水平速度为v=,上面三式联立求得v=。6