2019高考物理一轮教科版专题加练半小时动量动量守恒定律微专题49版含解析

第六章动生动量守恒定律微专题49碰撞拨（i）对于弹性碰撞的动量守恒和能量守恒要熟知，对于和一个静止的物体发生弹性碰撞后的速（2）明确碰撞前瞬间状态、碰撞后瞬间状度表达式要熟记，如果在考场上来计算，太浪费时间.态是碰撞过程的初、末状态.1. （2018湖北荆少M质检）如图1所示，A、B两小球在光滑水平面上分别以动量p1 = 4kg m/s和p2 =kg m/s（向右为正方向）做匀速直线运动，则在 A球追上B球并与之碰撞的过程中，两小球的动量变化量 能1和绿2可能分别为()2kg m/s, 3 kg m/ sB.8kg m/s, 8 kg m/ sC.1kg m/s, 1 kg m/ sD.2kg m/s, 2 kg m/ s2.(2017 ）在光滑水平面上，物块a以大小为v的速度向右运动，物块 b以大小为u的速度向左运动,a、发生弹性正碰.已知 a的质量远远小于b的质量，则碰后物块a的速度大小是（）A. vB. v+uC. v+2uD. 2u-v3. （2018 山 东 济 宁 期 中）在光滑的水平地面上放有一质量为M带光滑圆弧形槽的小车，一质量为 m的小铁块以速度v沿水平槽口滑去，如图2所示，若M = m,则铁块 离开车时将（）A,向左平抛B,向右平抛C.自由落体D.无法判断4. （2017 北京海淀区模）如图3所示，在光滑水平地面上有 A、B两个小物块，其中物块 A的左侧连接一水平轻质弹簧. 物块A处于静止状态，物块 B以一定的初速度向物块 A运动，并通过弓t簧与物块 A发生弹性正碰. 对于该作用过程，两物块的速率变化可用速率一时间图像进行描述，在下图所示的图像中，图线1表示物块A的速率变化情况，图线维示物块B的速率变化情况.则在这四个图像中可能正确 的是（）5.质量为mi = 1kg和m2（未知）的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间极短，其4所示，则（）x t图像如图<i图4A.此碰撞一定为弹性碰撞B.被碰物体质量为2kgC.碰后两物体速度相同D.此过程有机械能损失6 .(选）矩形滑块由不同材料的上、下两层粘合在一起组成，将其放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v水平射向滑块.若射击下层，子弹刚好不射出；若射击上层，则子弹刚好能射穿一半厚度，如图5所示.则上述两种情况相比较 （）图5A.子弹的末速度大小相等B.系统产生的热量一样多C.子弹对滑块做的功不相同D.子弹和滑块间的水平作用力一样大7 .（多选）（2017江西新余一中第七次模拟 ）如图6所示，小车在光滑水平面上向左匀速运动，水平轻质弹簧左端固定在A点，物体与固定在A点的细线相连，物体压缩弹簧 （物体与弹簧未连接），某时 刻细线断开，物体沿车滑动到B端并粘在B端的油泥上，取小车、物体和弹簧为一个系统，下列说法正确的是（）1 1图6A.若物体滑动中不受摩擦力，则全过程系统机械能守恒8 .若物体滑动中受摩擦力，全过程系统动量守恒C.不论物体滑动中受不受摩擦力，小车的最终速度与断线前相同D.不论物体滑动中受不受摩擦力，系统损失的机械能相同B图78.如图7所示，在光滑水平面的左侧固定一竖直挡板，A球在水平面上静止放置，B球向左运动与A球发生正碰，B球碰撞前、后的速率之比为 3： 1, A球垂直撞向挡板，碰后原速率返回.两 球刚好不发生第二次碰撞，A、B两球的质量之比为 , A、B两球碰撞前、后两球的总动能之比为.9. （2017 广东广州12月模拟）如图8所示，水平面上相距为 L=5m的P、Q两点分别固定一竖直挡板，一质量为 M = 2kg的小物块B静止在O点，OP段光滑，OQ段粗糙且长度为d=3m. 一质量为m= 1kg的小物块A以v0= 6m/s的初速度从OP段的某点向右运动，并与B发生弹性碰撞.两物块与OQ段的动摩擦因数均为i= 0.2 ,两物块与挡板的碰撞时间极短且均不损失机械能.重力加速度g= 10 m/s2,求：图8（1）A与B在O点碰后瞬间各自的速度；（2）两物块各自停止运动时的时间间隔.10. (2018 甘 肃 天 水 一 中 学 段 考试)如图9所示，在光滑的水平面上有一辆长平板车，它的中央放一个质量为m的小物块，物块跟车表面的动摩擦因数为 的平板车的质量M=2m,车与物块一起向右以初速度 vo匀速运动，车跟右侧的墙壁相碰.设车跟墙壁碰撞的时间很短，碰撞时没有机械能损失，重力加速度为g,求：图9(1)平板车的长度L至少多长时，小物块才不会从车上落下来；(2)若在车的左侧还有一面墙壁，左右墙壁相距足够远，使得车跟墙壁相碰前，车与小物块总是相对静止的，车在左右墙壁间来回碰撞，碰撞 n次后，物块跟车一起运动的速度Vn；(3)在车与左右墙壁来回碰撞的整个过程中，小物块在车表面相对于车滑动的总路程s.答案精析1. . D由于碰撞过程中动量守恒，两小球动量变化大小相等，方向相反，因此 A错误；因为碰撞 的过程中系统动能不增加. 若Ap1和 华2分别为一8 kg m/s, 8kg m/s,则p1 =4 kg m/s, p2' =14kg m/s,根据Ek=舞知相撞过程中系统动能增加， B错误；两球碰撞的过程中， B球的动量 增加，绿2为正值，A球的动量减小， 绿1为负值，故C错误.变化量分别为2kg m/s、2 kg m/ s, 符合动量守恒、动能不增加以及实际的规律，故 D正确.2. C3. C小铁块和小车组成的系统水平方向不受外力，系统水平方向的动量守恒， 以向左为正方向，由动量守恒定律得：mv= Mv 车+ mv 铁由机械能守恒定律得：|mv2= 1m v车2 + ；mv铁2 解得铁块离开小车时：v铁=0, 丫车=丫所以铁块离开时将做自由落体运动，故A、B、D错误，C正确.4. B物块B压缩弹簧的过程，开始时A做加速运动，B做减速运动，两个物块的加速度增大.弹簧压缩至最短时，二者的速度相等；此后A继续加速，B继续减速.当弹簧恢复原长时B离开弹簧，A、B均做匀速直线运动，C、D错误；由动量守恒定律和机械能守恒定律可得，碰后速度 2mBmB-mA _ 2va=-v0, Vb = 一-v0.A > B两项中碰后 B的速度为正值，可知 mB>mA,故丫人=二mA 十 mBmA 十 mBmA +1mBV0>V0,故A错误，B正确. 5. Axt图像的斜率表示物体的速度，由题图求出碰撞前后的速度分别为：vi = 4 m/s, V2=0,vi' =2m/s, V2' = 2 m/s;由动量守恒定律 mwi=mivi' +m2V2'得，m2=3kg;根据动能表 达式以及以上数据计算碰撞前、后系统总动能均为8J,机械能没有损失，因此是弹性碰撞，B、C、D错误，A正确. 6. AB根据动量守恒，两种情况下最终子弹与木块的速度相等，A正确；根据能量守恒可知，初状态子弹动能相同，末状态两木块与子弹的动能也相同，因此损失的动能转化成的热量也相同，B正确；子弹对滑块做的功等于滑块末状态的动能，因此做功相同，C错误；产生的热量Q = f Ax,由于产生的热量相同， 而相对位移 Ax不同，因此子弹和滑块间的水平作用力大小不同，D错误.7. BCD 物体与油泥粘合的过程，发生非弹性碰撞，系统机械能有损失，故 A错误；整个系统在 水平方向不受外力，竖直方向上合外力为零，则系统动量一直守恒，故 B正确；取系统的初速度 方向为正方向，根据动量守恒定律可知， 物体沿车滑动到 B端粘在B端的油泥上后系统共同的速 度与初速度是相同的，故C正确；由C的分析可知，当物体与B端橡皮泥粘在一起时，系统的速度与初速度相等，所以系统的末动能与初动能是相等的，系统损失的机械能等于弹簧的弹性势能，与物体滑动中受不受摩擦力无关，故D正确.8. 4 ： 19 ： 5 解析设A、B球的质量分别为 mA和mB, A球碰撞后的速度大小为 Va2, B球碰撞前、后的速度大 小分别为VB1和Vb2,由题意知Vbi :Vb2=3：1,Va2=Vb2.A、B碰撞过程由动量守恒定律得mBVB1mA vB1 vB2 4=mAVA2 mBVB2 ,所以有 R.A、B两球碰撞前、后的总动能之比为mB VA2 1 1 r mBvB12 2 911=5.mBvB22 + 2mAvA229. (1)2m/s,方向向左 4 m/ s,方向向右(2)1s 解析(1)设A、B在O点碰后的速度分别为 丫1和丫2,以向右为正方向 由动量守恒： mv0= mv1 + Mv2 111碰撞刖后动能相等：2mv02 = &mv12 + Mv22解得：v1 = - 2m/s,负号表示方向向左；v2=4 m/ s,方向向右 (2)碰后，两物块在 OQ段减速时加速度大小均为:2a=g= 2m/sB经过ti时间与Q处挡板碰，由运动学公式:，i，V2ti 2ati2 = d得 ti=1s(ti = 3s舍去)与挡板碰后，B的速度大小 V3= V2 ati = 2m/s反弹后减速时间,v3 .t2= = isa反弹后经过位移V32八一.Xi=W=im，B停止运动.物块A与P处挡板碰后，以V4= 2m/s的速度滑上O点，经过v42X2=至=im®止.所以最终A、B的距离x= d-x1 -x2= 1m ,两者不会碰第二次.在A、B碰后，A运动总时间tA = 2(L",d)+3s|vi|Il gB运动总时间tB= ti t2 = 2s则时间间隔AtAB= is.10. 禁3' '3 心 g，3n' ' 2ag解析(i)平板车跟右侧墙壁相碰后速度大小不变、方向相反，车与物块有相对运动，车与物块之间 的滑动摩擦力f=(img 设物块与车共同速度为 Vi,对车与物块组成的系统，以向左的方向为正方向，根据动量守恒定律(M m)vo= (M + m)Vi设平板车的长至少为 L,根据能量守恒定律有ii2(M + m)V02 2(M + m)Vi2 =8v02 解得L=-一3科g(2)由(i)可解得vi = v0ii,那么平板车和物块以相同的 33平板车和物块一起向右运动，与墙壁碰撞后共同速度为碰撞前的速度Vi与左侧墙壁碰撞后最终的共同速度为V2,与向右碰撞过程相同,所以 V2=3vi= g)2V0所以经过n次碰撞后的速度Vn=3n(3)经过足够多的碰撞后，由于不断有摩擦力做功，机械能转化为内能，机械能逐渐减少，最后全1都转化为内能fs= 2(M + m)v023v02 整理得s=-一.2科g