2019年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題強(qiáng)化八 碰撞與動量守恒.doc
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專題強(qiáng)化八 碰撞與動量守恒 一、選擇題:本題共10小題,每小題5分,在每小題給出的四個選項中,有多項符合題目要求的,全部選對的得5分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分. 1.[2018南充市模擬]相同的雞蛋從同樣的高度自由下落,落在水泥地面上雞蛋易碎,落在海綿墊子上雞蛋不易碎.若不考慮反彈,則兩種情況相比較,下列說法中正確的是( ) A.雞蛋與水泥地面接觸的過程中動量變化較大 B.落在海綿墊子上雞蛋所受合外力的沖量較小 C.兩次接觸的過程中雞蛋的動量變化相同 D.兩次接觸的過程中雞蛋的動量變化率相同 2.(多選)[2018烏魯木齊一模]如圖所示,小球A、B、C質(zhì)量均為m,將小球B、C同時拉開相同角度后由靜止釋放,兩小球到達(dá)最低點時,小球間發(fā)生對心彈性碰撞,不計空氣阻力( ) A.從釋放小球到碰撞結(jié)束的過程中,整個系統(tǒng)動量守恒 B.從釋放小球到碰撞結(jié)束的過程中,整個系統(tǒng)機(jī)械能守恒 C.B與A碰撞過程中動量守恒表達(dá)式為mv0=mv1+mv2 D.B與A碰撞過程中動量守恒表達(dá)式為2mv0=2mv1+mv2 3.(多選)[2018瀘州市江陽區(qū)模擬]如圖所示,小車在光滑水平面上向左勻速運動,輕質(zhì)彈簧左端固定在A點,物體用細(xì)線拉在A點將彈簧壓縮,某時刻線斷了,物體沿車滑動到B端粘在B端的油泥上,取小車、物體和彈簧為一個系統(tǒng),下列說法正確的是( ) A.若物體滑動中不受摩擦力,則全過程機(jī)械能守恒 B.若物體滑動中有摩擦力,則全過程動量不守恒 C.不論物體滑動中有沒有摩擦,小車的最終速度與斷線前相同 D.不論物體滑動中有沒有摩擦,系統(tǒng)損失的機(jī)械能相同 4.[2018樂山模擬]物體A和B用輕繩相連掛在輕質(zhì)彈簧下靜止不動,如圖所示,A的質(zhì)量為m,B的質(zhì)量為M,當(dāng)連接A、B的繩子突然斷開后,物體A上升經(jīng)某一位置時的速度大小為v,這時物體B的下落速度大小為u,在這一段時間里,彈簧的彈力對物體A的沖量為( ) A.mv B.mv-Mu C.mv+Mu D.mv+mu 5.[2018齊齊哈爾一模]一質(zhì)量為1 kg的物塊在合外力F的作用下從靜止開始沿直線運動,F(xiàn)隨時間t變化的圖線如圖所示,則( ) A.t=1 s時物塊的速率為1 m/s B.t=2 s時物塊的動量大小為2 kgm/s C.t=3 s時物塊的動量大小為3 kgm/s D.t=4 s時F的功率為3 W 6.[2018咸陽一模]如圖所示,足夠長的傳送帶以恒定的速率v1逆時針運動,一質(zhì)量為m的物塊以大小為v2的初速度從傳送帶的P點沖上傳送帶,從此時起到物塊再次回到P點的過程中,下列說法正確的是( ) A.合力對物塊的沖量大小一定為2mv2 B.合力對物塊的沖量大小一定為2mv1 C.合力對物塊的沖量大小可能為零 D.合外力對物塊做的功可能為零 7.[2018濟(jì)南期末]如圖所示,輕彈簧的一端固定在豎直墻上,一質(zhì)量為m的光滑弧形槽靜止放在光滑水平面上,弧形槽底端與水平面相切,一質(zhì)量也為m的小物塊從槽上高h(yuǎn)處開始下滑,下列說法正確的是( ) A.在下滑過程中,物塊和槽組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 B.在下滑過程中,物塊和槽組成的系統(tǒng)動量守恒 C.在壓縮彈簧的過程中,物塊和彈簧組成的系統(tǒng)動量守恒 D.被彈簧反彈后,物塊能回到槽上高h(yuǎn)處 8.[2018揭陽二模]在冰壺比賽中,某隊員利用紅壺去碰撞對方的藍(lán)壺,兩者在大本營中心發(fā)生對心碰撞如圖(a)所示,碰撞前后兩壺運動的v-t圖線如圖(b)中實線所示,其中紅壺碰撞前后的圖線平行,兩冰壺質(zhì)量相等,則( ) A.碰后紅壺將被反彈回來 B.碰后藍(lán)壺速度為0.8 m/s C.碰后藍(lán)壺移動的距離為2.4 m D.碰后紅壺所受摩擦力小于藍(lán)壺所受的摩擦力 9.(多選)[2018山東、湖北部分重點中學(xué)聯(lián)考]如圖所示,將質(zhì)量為M1、半徑為R且內(nèi)壁光滑的半圓槽置于光滑水平面上,左側(cè)靠豎直墻,右側(cè)靠一質(zhì)量為M2的物塊.今讓一質(zhì)量為m的小球自左側(cè)槽口A的正上方足夠高處從靜止開始下落,與半圓槽相切自A點進(jìn)入槽內(nèi),則以下結(jié)論中正確的是( ) A.小球在槽內(nèi)運動的全過程中,小球與半圓槽在水平方向動量守恒 B.小球在槽內(nèi)運動到B點后,小球、半圓槽和物塊組成的系統(tǒng)動量守恒 C.小球離開C點以后,將做斜上拋運動,且恰好再從C點落入半圓槽中 D.小球第二次通過B點時半圓槽與物塊分離,分離后兩者不會再相碰 10.[2018安徽模擬]如圖所示,豎直平面內(nèi)的四分之一光滑圓弧軌道下端與光滑水平桌面相切,小滑塊B靜止在圓弧軌道的最低點.現(xiàn)將小滑塊A從圓弧軌道的最高點無初速度釋放.已知圓弧軌道半徑R=1.8 m,小滑塊的質(zhì)量關(guān)系是mB=2mA,重力加速度g=10 m/s2.則碰后小滑塊B的速度大小不可能是( ) A.5 m/s B.4 m/s C.3 m/s D.2 m/s 二、實驗題:本題1小題,共6分. 11.[2018湖北聯(lián)考]兩位同學(xué)用如圖甲所示裝置,通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來驗證動量守恒定律. (1)(多選)實驗中必須滿足的條件是________. A.斜槽軌道盡量光滑以減小誤差 B.斜槽軌道末端的切線必須水平 C.入射球A每次必須從軌道的同一位置由靜止?jié)L下 D.兩球的質(zhì)量必須相等 (2)測量所得入射球A的質(zhì)量為mA,被碰撞小球B的質(zhì)量為mB,圖甲中O點是小球拋出點在水平地面上的垂直投影,實驗時,先讓入射球A從斜軌上的起始位置由靜止釋放,找到其平均落點的位置P,測得平拋射程為OP;再將入射球A從斜軌上起始位置由靜止釋放,與小球B相撞,分別找到球A和球B相撞后的平均落點M、N,測得平拋射程分別為OM和ON.當(dāng)所測物理量滿足表達(dá)式__________________時,即說明兩球碰撞中動量守恒;如果滿足表達(dá)式____________________時,則說明兩球的碰撞為完全彈性碰撞. (3)乙同學(xué)也用上述兩球進(jìn)行實驗,但將實驗裝置進(jìn)行了改裝,如圖乙所示,將白紙、復(fù)寫紙固定在豎直放置的木條上,用來記錄實驗中球A、球B與木條的撞擊點.實驗時,首先將木條豎直立在軌道末端右側(cè)并與軌道接觸,讓入射球A從斜軌上起始位置由靜止釋放,撞擊點為B′;然后將木條平移到圖中所示位置,入射球A從斜軌上起始位置由靜止釋放,確定其撞擊點P′;再將入射球A從斜軌上起始位置由靜止釋放,與球B相撞,確定球A和球B相撞后的撞擊點分別為M′和N′.測得B′與N′、P′、M′各點的高度差分別為h1、h2、h3.若所測物理量滿足表達(dá)式________________時,則說明球A和球B碰撞中動量守恒. 三、計算題:本題共4小題,共44分. 12.(10分)[2018天水市第一中學(xué)二模]如圖所示,質(zhì)量M=2 kg的小車A靜止在水平光滑地面上,小車左制固定擋板到車右端的距離L=0.3 m,且車的上表面水平光滑.物體B靜止放置在車A的右端,可視為質(zhì)點.現(xiàn)車A在水平向右的恒力F作用下開始運動,經(jīng)過t=0.5 s撤去力F,此時小車左端固定擋板恰好與B發(fā)生彈性碰撞,碰撞時間不計,求: (1)水平恒力F的大??; (2)碰撞后物體B經(jīng)過多長時間從車A的右端離開車的上表面. 13.(12分)[2018邢臺市模擬]如圖所示,“冰雪游樂場”滑道B點的左邊為水平滑道,右邊為半徑R=6.4 m的圓弧滑道,左右兩邊的滑道在B點平滑連接.小孩乘坐冰車從圓弧滑道頂端A點由靜止開始出發(fā),半徑OA與豎直方向的夾角為θ=60,經(jīng)過B點后,被靜止在C點的家長迅速抱住,然后一起在水平滑道上一起滑行.已知小孩和冰車的總質(zhì)量m=30 kg,家長和冰車的總質(zhì)量為M=60 kg,人與冰車均可視為質(zhì)點,不計一切摩擦阻力,重力加速度g=10 m/s2,求: (1)小孩乘坐冰車經(jīng)過圓弧滑道末端B點時對滑道的壓力N的大?。? (2)家長抱住孩子的瞬間,小孩和家長(包括各自冰車)組成的系統(tǒng)損失的機(jī)械能ΔE; (3)家長抱住孩子的瞬間,家長對小孩(包括各自冰車)的沖量I的大?。? 14.(10分)[2018棠湖中學(xué)第二次模擬]如下圖所示,在光滑水平面上放置一個勻質(zhì)木塊A,厚度為l,質(zhì)量為19m,并用銷釘固定.一顆質(zhì)量為m的子彈以水平速度v0射入木塊,恰好能從A中穿出,子彈在木塊中受到的阻力可視為恒力,且子彈可視為質(zhì)點. (1)求子彈在木塊中受到的阻力大?。? (2)取下銷釘,同樣的子彈仍以水平速度v0射入木塊,求子彈能打入木塊的深度. 15.(12分)[2018江西省模擬]如圖所示,半徑為R的光滑的圓弧軌道AP放在豎直平面內(nèi),與足夠長的粗糙水平軌道BD通過光滑水平軌道AB相連.在光滑水平軌道上,有a、b兩物塊和一段輕質(zhì)彈簧.將彈簧壓縮后用細(xì)線將它們拴在一起,物塊與彈簧不拴接.將細(xì)線燒斷后,物塊a通過圓弧軌道的最高點c時,對軌道的壓力大小等于自身重力.已知物塊a的質(zhì)量為m,b的質(zhì)量為2m,物塊b與BD面間的動摩擦因數(shù)為μ,物塊到達(dá)A點或B點前已和彈簧分離,重力加速度為g.求: (1)物塊b沿軌道BD運動的距離x; (2)燒斷細(xì)線前彈簧的彈性勢能Ep. 專題強(qiáng)化八 碰撞與動量守恒 1.C 雞蛋從同一高度掉下,落在水泥地面或海綿墊子上,接觸時速度相等,最終靜止,故動量變化量相等,根據(jù)動量定理可知,受到的合外力的沖量相等,A、B選項錯誤,C選項正確;雞蛋與水泥地作用時間短,雞蛋與海綿墊作用時間長,故落在水泥地時,動量變化率大些,D選項錯誤. 2.BC 動量守恒的條件是系統(tǒng)受到的合外力為零,從釋放小球到碰撞結(jié)束的過程中,豎直方向上受到重力和繩子拉力作用,合力不為零,系統(tǒng)動量不守恒,A選項錯誤;運動過程中,繩子拉力不做功,只有重力做功,碰撞是彈性碰撞,故系統(tǒng)機(jī)械能守恒,B選項正確;B與A碰撞過程中遵守動量守恒定律,mv0=mv1+mv2,C選項正確,D選項錯誤. 3.CD 物體與油泥發(fā)生完全非彈性碰撞,機(jī)械能損失,A選項錯誤;物體與小車間的摩擦力屬于內(nèi)力,以小車、物體和彈簧為研究對象,系統(tǒng)動量守恒,B選項錯誤;物體最終與小車成為一個整體,根據(jù)動量守恒定律可知,系統(tǒng)共同的速度與初速度相同,C選項正確;系統(tǒng)損失的機(jī)械能為彈簧的彈性勢能,不論物體滑動中有沒有摩擦,系統(tǒng)損失的機(jī)械能相同,D選項正確. 4.D 當(dāng)連接A、B的繩子突然斷開后,A受重力和彈簧彈力作用,B受重力作用,以向上為正方向,根據(jù)動量定理可知,對于A,I-mgt=mv-0;對于B,-Mgt=-Mu-0,聯(lián)立解得,I=m(v+u),D選項正確. 5.C F-t圖象圍成的面積表示沖量的大小,根據(jù)動量定理可知,F(xiàn)Δt=mΔv,t=1 s時,物塊的速率為2 m/s,A選項錯誤;由動量定理可知,t=2 s時,動量大小p2=4 kgm/s,B選項錯誤;t=3 s時物塊的動量大小為3 kgm/s,C選項正確;t=4 s時,物塊速度v4=2 m/s,F(xiàn)的功率P=2 W,D選項錯誤. 6.D v2>v1,分析物塊的受力情況,先向右做勻減速直線運動后向左做勻加速直線運動,如果v2>v1,到達(dá)P點之前已經(jīng)與傳送帶共速,速度為v1,規(guī)定向左為正方向,根據(jù)動量定理可知,fΔt=mv1-(-mv2)=m(v1+v2),如果v2=v1,則fΔt=2mv1=2mv2,初、末速度大小相等,合外力做功為零,如果v2<v1,則fΔt=2mv2,同理,合外力做功為零,D選項正確. 7.A 在下滑過程中,物塊和槽組成的系統(tǒng),只有重力做功,機(jī)械能守恒,A選項正確;系統(tǒng)動量守恒的條件是合外力為零,在下滑的過程中,系統(tǒng)豎直方向上受到重力作用,合外力不為零,系統(tǒng)的動量不守恒,B選項錯誤;在壓縮彈簧的過程中,對于物塊和彈簧組成的系統(tǒng)受到墻壁向左的彈力,系統(tǒng)的合外力不為零,動量不守恒,C選項錯誤;物塊與槽在水平方向上動量守恒,故兩者分離時,物塊與槽的速度大小相等,方向相反,物塊被彈簧反彈后,與槽的速度相同,做勻速直線運動,不會再滑上弧形槽,D選項錯誤. 8.B 分析圖(b)可知,時間軸上方表示速度方向為正,碰前紅壺的速度v0=1 m/s,碰后速度為v′0=0.2 m/s,碰后紅壺沿原方向運動,A選項錯誤;碰撞過程中,兩壺動量守恒,取初速度為正,根據(jù)動量守恒定律可知,mv0=mv′0+mv,解得藍(lán)壺碰后的速度v=0.8 m/s,B選項正確;速度-時間圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移大小,碰后藍(lán)壺移動的位移大小x=t=2 m,C選項錯誤;速度-時間圖象的斜率表示加速度大小,碰后紅壺的加速度大于藍(lán)壺的加速度,根據(jù)牛頓第二定律可知,碰后紅壺所受摩擦力大于藍(lán)壺所受的摩擦力,D選項錯誤. 9.CD 動量守恒的條件是不受外力或是外力之和為零,小球在槽內(nèi)左側(cè)運動的過程中,小球和半圓槽受到了豎直墻面水平向右的作用力,水平方向上動量不守恒,A選項錯誤;小球運動到B點以后,系統(tǒng)在水平方向上動量守恒,豎直方向上受到重力作用,動量不守恒,B選項錯誤;小球離開C點時,水平方向上與槽共速,豎直方向上做上拋運動,故小球做斜上拋運動,恰好再從C點落入半圓槽中,C選項正確;第二次通過B點后,小球?qū)Π雸A槽的作用力有水平向左的分量,半圓槽向右減速,物塊繼續(xù)做勻速直線運動,兩者分離,D選項正確. 10.A 滑塊A下滑過程,根據(jù)動能定理可知,mAgR=mAv-0,解得v0=6 m/s.如果滑塊間發(fā)生彈性碰撞,則mAv0=mAvA+mBvB,mAv=mAv+mBv,聯(lián)立解得,vB=4 m/s;如果滑塊間發(fā)生完全非彈性碰撞,mAv0=(mA+mB)vB′,解得vB′=2 m/s,聯(lián)立可知,碰后小滑塊B的速度大小范圍為2 m/s≤vB≤4 m/s,A選項錯誤. 11.(1)BC (2)mAOP=mAOM+mBON mAOP2=mAOM2+mBON2 (3)=+ 解析:(1)該實驗中,通過平拋運動的基本規(guī)律來求解碰撞前后的速度,必須保證每次小球都做平拋運動,斜槽軌道可以存在摩擦,軌道末端必須水平,A選項錯誤,B選項正確;入射球每次都要從同一高度由靜止?jié)L下,要保證碰撞前的速度相同,C選項正確;為了使小球碰后不被反彈,要求入射小球質(zhì)量大于被碰小球質(zhì)量,D選項錯誤. (2)兩球從同一高度下落,下落時間相同,水平速度之比等于水平方向位移之比,即OP=v0t,OM=v1t,ON=v2t,若兩球相碰前后的動量守恒,滿足mAv0=mAv1+mBv2,聯(lián)立解得,mAOP=mAOM+mBON. 如果是彈性碰撞,則機(jī)械能守恒,mAv=mAv+mBv,代入數(shù)據(jù)解得,mAOP2=mAOM2+mBON2. (3)小球做平拋運動,豎直方向上,h=gt2,水平方向上,x=vt,解得初速度v=x,碰撞過程動量守恒,mAvA=mAvA′+mBvB′, 聯(lián)立解得,=+. 12.(1)4.8 N (2)0.25 s 解析:(1)小車A的上表面光滑,恒力作用過程中,物體B靜止不動. 研究小車A的運動情況,根據(jù)運動學(xué)公式得, L=at2. 解得,a=2.4 m/s2 根據(jù)牛頓第二定律可知,F(xiàn)=Ma. 代入數(shù)據(jù)解得,F(xiàn)=4.8 N. (2)碰撞前小車A的速度為v0=at=1.2 m/s. 設(shè)物體B的質(zhì)量為m,A、B發(fā)生彈性碰撞后的速度分別為v1和v2. Mv0=Mv1+mv2. Mv=Mv+mv. 解得,v1=v0,v2=v0, 根據(jù)位移關(guān)系可知,L=(v2-v1)t. 其中v2-v1=v0. 聯(lián)立解得,t=0.25 s. 13.(1)600 N (2)640 J (3)160 Ns 解析:(1)小孩從最高點運動到最低點的過程中,根據(jù)機(jī)械能守恒定律得, mgR(1-cosθ)=mv. 運動到軌道最低點B時,合力提供向心力. 根據(jù)牛頓第二定律可知,F(xiàn)N1-mg=m. 聯(lián)立解得,F(xiàn)N1=600 N. 根據(jù)牛頓第三定律可知,小孩對軌道的壓力 FN=FN1=600 N. (2)家長抱住小孩的瞬間,家長、小孩和冰車組成的系統(tǒng)動量守恒. mvB=(M+m)v. 系統(tǒng)損失的機(jī)械能ΔE=mv-(M+m)v2. 聯(lián)立解得,ΔE=640 J. (3)以小孩運動的速度為正方向,家長抱住小孩的瞬間,根據(jù)動量定理 I=mv-mvB. 代入數(shù)據(jù)得I=-160 Ns. 家長對小孩的沖量大小為160 Ns. 14.(1) (2)l 解析:(1)木塊A固定時,子彈恰好能從A中穿出. 根據(jù)動能定理,-Ffl=0-mv. 解得,F(xiàn)f=. (2)取下銷釘,子彈和木塊組成的系統(tǒng)動量守恒,兩者最終共速. mv0=(19m+m)v1. 根據(jù)能量守恒定律可知, Q=Ffd=mv-20mv. 聯(lián)立解得子彈射入木塊的深度d=l. 15.(1) (2)mgR 解析:(1)彈簧彈開a、b過程,由動量守恒定律得 0=mv1-2mv2. 物塊a從A到P運動的過程中,由機(jī)械能守恒定律得mv=mg2R+mv. 在最高點重力與支持力合力提供向心力 mg+F=. 聯(lián)立可解得v1=,v2=. 物塊b減速到停下的過程中,由動能定理得 -μ(2mg)x=0-(2m)v. 可解得x=. (2)彈簧彈開物塊過程,彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能 EP=mv+(2m)v. 解得彈性勢能EP=mgR.- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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