2022版高考物理一轮复习第六章动量守恒定律课后分级演练19碰撞反冲运动.docx

1、课后分级演练(十九) 碰撞 反冲运动【A级基础练】1(多选)A、B两个质量相等的球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A球的动量是7 kgm/s，B球的动量是5 kgm/s，A球追上B球发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量可能值是()ApA8 kgm/s，pB4 kgm/sBpA6 kgm/s，pB6 kgm/sCpA5 kgm/s，pB7 kgm/sDpA2 kgm/s，pB14 kgm/s解析：BC从动量守恒的角度分析，四个选项都正确；从能量角度分析，A、B碰撞过程中没有其他形式的能量转化为它们的动能，所以碰撞后它们的总动能不能增加，碰前B在前，A在后，碰后如果二者同向，一定仍是B在前，

2、A在后，A不可能超越B，所以碰后A的速度应小于B的速度A选项中，显然碰后A的速度大于B的速度，这是不符合实际情况的，所以A错碰前A、B的总动能Ek碰后A、B的总动能，B选项中EkEk，所以D是不可能的综上，本题正确选项为B、C.2质量为M的物块以速度v运动，与质量为m的静止物块发生正碰，碰撞后二者的动量正好相等二者质量之比可能为()A6B3C4D5解析：B设碰撞后两物块的动量都为p，根据动量守恒定律可得总动量为2p，根据p22mEk可得碰撞前的总动能Ek1，碰撞后的总动能Ek2根据碰撞前后的动能关系可得.3(2022北京西城区期末)(多选)冰壶运动深受观众喜爱，图1为2022年2月第22届索契

3、冬奥会上中国队员投掷冰壶的镜头在某次投掷中，冰壶甲运动一段时间后与对方静止的冰壶乙发生碰撞，如图2.若两冰壶质量相等，则碰后两冰壶最终停止的位置下列选项正确的是()解析：BCD因为两个冰壶质量完全相同，由动量守恒定律易知，B、C、D对，A错4.我国女子短道速滑队在今年世锦赛上实现女子3 000 m接力三连冠观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则()A甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量B甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反C甲的动能增加量一定等

4、于乙的动能减少量D甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功解析：B在甲、乙相互作用的过程中，系统的动量守恒，即甲对乙和乙对甲的冲量大小相等，方向相反，甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反，选项B正确，A错误由Ek和WEk可知，选项C、D均错误5.如图所示，质量为M的小船在静止水面上以速率v0向右匀速行驶，一质量为m的救生员站在船尾，相对小船静止若救生员以相对水面速率v水平向左跃入水中，则救生员跃出后小船的速率为()Av0vBv0 vCv0(v0v)Dv0(v0v)解析：C以向右为正方向，据动量守恒定律有(Mm)v0mvMv，解得vv0(v0v)，故选C.6(多选)(2022天津和平质量调查)几

5、个水球可以挡住一颗子弹？国家地理频道的实验结果是：四个水球足够！完全相同的水球紧挨在一起水平排列，子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动，恰好能穿出第4个水球，则可以判断的是()A子弹在每个水球中的速度变化相同B子弹在每个水球中运动的时间不同C每个水球对子弹的冲量不同D子弹在每个水球中的动能变化相同解析：BCD恰好能穿出第4个水球，即末速度v0，逆向看子弹由右向左做初速度为零的匀加速直线运动，则自左向右子弹通过四个水球的时间比为(2)()(1)1，则B正确由于加速度a恒定，由atv，可知子弹在每个水球中的速度变化不同，A项错误因加速度恒定，则每个水球对子弹的阻力恒定，则由Ift可知每个水球对子

6、弹的冲量不同，C项正确由动能定理有Ekfx，f相同，x相同，则Ek相同，D项正确7(2022安徽江南十校联考)如图所示，一个质量为m的物块A与另一个质量为2m的物块B发生正碰，碰后B物块刚好能落入正前方的沙坑中假如碰撞过程中无机械能损失，已知物块B与地面间的动摩擦因数为0.1，与沙坑的距离为0.5 m，g取10 m/s2，物块可视为质点则A碰撞前瞬间的速度为()A0.5 m/sB1.0 m/sC1.5 m/sD2.0 m/s解析：C碰后物块B做匀减速直线运动，由动能定理有2mgx02mv，得v21 m/s.A与B碰撞过程中动量守恒、机械能守恒，则有mv0mv12mv2，mvmv2mv，解得v0

7、1.5 m/s，则C项正确8.(2022北京丰台区质检)如图所示，两质量分别为m1和m2的弹性小球A、B叠放在一起，从高度为h处自由落下，h远大于两小球半径，落地瞬间，B先与地面碰撞，后与A碰撞，所有的碰撞都是弹性碰撞，且都发生在竖直方向、碰撞时间均可忽略不计已知m23m1，则A反弹后能达到的高度为()AhB2hC3hD4h解析：D所有的碰撞都是弹性碰撞，所以不考虑能量损失设竖直向上为正方向，根据机械能守恒定律和动量守恒定律可得，(m1m2)gh(m1m2)v2，m2vm1vm1v1m2v2，(m1m2)v2m1vm2v，m1vm1gh1，将m23m1代入，联立可得h14h，选项D正确9如图所

8、示，光滑水平直轨道上有三个滑块A、B、C，质量分别为mAmC3mB，A、B用细绳连接，中间有一压缩的轻弹簧(弹簧与滑块不拴接)开始时A、B以共同速度v0运动，C静止某时刻细绳突然断开，A、B被弹开，然后B又与C发生碰撞并粘在一起最终三滑块之间距离不变求B与C碰撞前B的速度及最终的速度解析：对A、B被弹开过程由动量守恒有：(mAmB)v0mAvAmBvB，对B、C碰撞过程由动量守恒有：mBvB(mBmC)vC由题意知三个滑块最终速度相同vAvC解得最终速度vAvC；B与C碰撞前B的速度vB.答案：碰撞前B的速度为最终的速度为10(2022东营模拟)如图所示，甲、乙两名宇航员正在离空间站一定距离的

9、地方执行太空维修任务某时刻甲、乙都以大小为v02 m/s的速度相向运动，甲、乙和空间站在同一直线上且可视为质点甲和他的装备总质量为M190 kg，乙和他的装备总质量为M2135 kg，为了避免直接相撞，乙从自己的装备中取出一质量为m45 kg的物体A推向甲，甲迅速接住A后即不再松开，此后甲、乙两宇航员在空间站外做相对距离不变的同向运动，且安全“飘”向空间站(设甲、乙距离空间站足够远，本题中的速度均指相对空间站的速度)(1)乙要以多大的速度v(相对于空间站)将物体A推出？(2)设甲与物体A作用时间为t0.5 s，求甲与A的相互作用力F的大小解析：(1)以甲、乙、A三者组成的系统为研究对象，系统动

10、量守恒，以乙的方向为正方向，则有：M2v0M1v0(M1M2)v1以乙和A组成的系统为研究对象，由动量守恒得：M2v0(M2m)v1mv代入数据联立解得v10.4 m/s，v5.2 m/s.(2)以甲为研究对象，由动量定理得，FtM1v1(M1v0)代入数据解得F432 N.答案：(1)5.2 m/s(2)432 N【B级提升练】11.(多选)质量为M、内壁间距为L的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为m的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为.初始时小物块停在箱子正中间，如图所示现给小物块一水平向右的初速度v，小物块与箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中间，并与箱子保持相对静止设碰撞都是

11、弹性的，则整个过程中，系统损失的动能为()A.mv2B.v2C.NmgLDNmgL解析：BD设最终箱子与小物块的速度为v1，根据动量守恒定律：mv(mM)v1，则动能损失Ekmv2(mM)v，解得Ekv2，B对；依题意，小物块与箱壁碰撞N次后回到箱子的正中央，相对箱子运动的路程为s0.5L(N1)L0.5LNL，故系统因摩擦产生的热量即为系统损失的动能，EkQNmgL，D对12.一个人在地面上立定跳远的最好成绩是x，假设他站在船头要跳上距离在L远处的平台上，水对船的阻力不计，如图所示则()A只要Lx，他一定能跳上平台B只要Lx，他有可能跳上平台C只要Lx，他一定能跳上平台D只要Lx，他有可能跳

12、上平台解析：B若立定跳远时，人离地时速度为v，如题图从船上起跳时，人离船时速度为v.船的速度为v船，由能量守恒Emv2，Emv2mv.所以vv，人跳出的距离变小，所以B正确13.如图所示，一个倾角为的直角斜面体静置于光滑水平面上，斜面体质量为M，顶端高度为h，今有一质量为m的小物体，沿光滑斜面下滑，当小物体从斜面顶端自由下滑到底端时，斜面体在水平面上移动的距离是()A.B.C.D.解析：C此题属“人船模型”问题，m与M组成的系统在水平方向上动量守恒，设m在水平方向上对地位移为x1，M在水平方向对地位移为x2，因此0mx1Mx2且x1x2hcot .由可得x2，故选C.14.如图所示，平板车P的

13、质量为M，小物块Q的质量为m，大小不计，位于平板车的左端，系统原来静止在光滑水平地面上一不可伸长的轻质细绳长为R，一端悬于Q的正上方高为R处，另一端系一质量也为m的小球(大小不计)今将小球拉至细绳与竖直方向成60角的位置由静止释放，小球到达最低点时与Q碰撞的时间极短，且无能量损失，已知Q离开平板车时速度大小是平板车速度的两倍，Q与P之间的动摩擦因数为，Mm41，重力加速度为g.求：(1)小球到达最低点与Q碰撞前瞬间的速度是多大？(2)小物块Q离开平板车时平板车的速度为多大？(3)平板车P的长度为多少？解析：(1)小球由静止摆到最低点的过程中，有mgR(1cos 60)mv解得v0(2)小球与物

14、块Q相撞时，没有能量损失，动量和机械能都守恒，则mv0mv1mvQ，mvmvmv解得v10，vQv0Q在平板车上滑行的过程中，有mvQMvm2v则小物块Q离开平板车时平板车的速度为vvQ(3)由能量守恒定律可知mglmvMv2m(2v)2解得l.答案：(1)(2)(3)15如图所示，固定的光滑平台左端固定有一光滑的半圆轨道，轨道半径为R，平台上静止放着两个滑块A、B，其质量mAm，mB2m，两滑块间夹有少量炸药平台右侧有一小车，静止在光滑的水平地面上，小车质量M3m，车长L2R，车面与平台的台面等高，车面粗糙，动摩擦因数0.2，右侧地面上有一不超过车面高的立桩，立桩与小车右端的距离为x，x在0

15、x2R的范围内取值，当小车运动到立桩处立即被牢固粘连点燃炸药后，滑块A恰好能够通过半圆轨道的最高点D，滑块B冲上小车两滑块都可以看做质点，炸药的质量忽略不计，爆炸的时间极短，爆炸后两个滑块的速度方向在同一水平直线上，重力加速度为g10 m/s2.求：(1)滑块A在半圆轨道最低点C时受到轨道的支持力FN；(2)炸药爆炸后滑块B的速度大小vB；(3)请讨论滑块B从滑上小车在小车上运动的过程中，克服摩擦力做的功Wf与s的关系解析：(1)以水平向右为正方向，设爆炸后滑块A的速度大小为vA，设滑块A在半圆轨道运动到达最高点的速度为vAD，则mAgm得到vAD滑块A在半圆轨道上运动过程中，据动能定理：mAg2RmAvmAv得：vAvAC滑块A在半圆轨道最低点：FNmAgm得：FNmAgmA6mg(2)在A、B爆炸过程，动量守恒，则mBvBmA(vA)0得：vBvA(3)滑块B滑上小车直到与小车共速，设为v共整个过程中，动量守恒：mBvB(mBM)v共得：v共滑块B从滑上小车到共速时的位移为xB小车从开始运动到共速时的位移为x车R两者位移之差(即滑块B相对小车的位移)为：xxBx车(Lx)R所以，滑块B会从小车上滑离讨论：当0x时，滑块B克服摩擦力做功为Wf2mg(Lx)4m(2Rx)当x2R时，滑块B从滑上小车到共速时克服摩擦力做功为Wf12mgxB.答案：见解析