高三物理一轮复习 第12章 动量守恒定律 第2节 碰撞 反冲运动课后限时训练

我们在这里，召开私营企业家联谊会，借此机会，我代表成都市渝中工商局、渝中区私营企业协会，祝各位领导新年快乐、工作愉快、身体健康，祝各位企业家事业兴旺第2节 碰撞 反冲运动(建议用时：40分钟)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2一装有柴油的船静止于水平面上，船前舱进水，堵住漏洞后用一水泵把前舱的油抽往后舱，如图1226所示不计水的阻力，船的运动情况是() 【导学号：81370408】图1226A向前运动B向后运动C静止D无法判断A虽然抽油的过程属于船与油的内力作用，但油的质量发生了转移，从前舱转到了后舱，相当于人从船的一头走到另一头的过程，故A正确3(2016嘉兴选考模拟)如图1227所示，B、C、D、E、F五个球并排放置在光滑的水平面上，B、C、D、E四球质量相等，而F球质量小于B球质量，A球的质量等于F球质量，A球以速度v0向B球运动，所发生的碰撞均为弹性碰撞，则碰撞之后()图1227A五个小球静止，一个小球运动B四个小球静止，两个小球运动C三个小球静止，三个小球运动D六个小球都运动CA球与B球相碰时，由于A球的质量小于B球的质量，A球弹回，B球获得速度与C球碰撞，由于发生的碰撞为弹性碰撞且质量相等，B球静止，C球获得速度同理，C球与D球的碰撞，D球与E球的碰撞都是如此E球获得速度后与F球的碰撞过程中，由于E球的质量大于F球的质量，所以E球、F球碰后都向前运动，所以碰撞之后，A、E、F三球运动，B、C、D三球静止选项C正确4一弹丸在飞行到距离地面5 m高时仅有水平速度v2 m/s，爆炸成为甲、乙两块水平飞出，甲、乙的质量比为31.不计质量损失，重力加速度g取10 m/s2，则下列选项中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是() 【导学号：81370409】B弹丸爆炸瞬间爆炸力远大于外力，故爆炸瞬间动量守恒因两弹片均水平飞出，飞行时间t1 s，取向右为正，由水平速度v知，选项A中，v甲2.5 m/s，v乙0.5 m/s；选项B中，v甲2.5 m/s，v乙0.5 m/s；选项C中，v甲1 m/s，v乙2 m/s；选项D中，v甲1 m/s，v乙2 m/s. 因爆炸瞬间动量守恒，故mvm甲v甲m乙v乙，其中m甲m，m乙m，v2 m/s，代入数值计算知选项B正确5如图1228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()图1228AA开始运动时BA的速度等于v时CB的速度等于零时DA和B的速度相等时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，既A、B动能与弹簧弹性势能之和为定值当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6(2017衢州选考模拟)如图1229所示，木块A的右侧为光滑曲面，曲面下端极薄，其质量mA2.0 kg，原来静止在光滑的水平面上，质量mB2.0 kg的小球B以v2 m/s的速度从右向左冲上木块A，则B球沿木块A的曲面向上运动中可上升的最大高度(设B球不能飞出去，g取10 m/s2)是 () 【导学号：81370410】图1229A0.40 mB0.20 mC0.10 mD0.50 mCA、B组成的系统在水平方向动量守恒，B球上升到最大高度时竖直速度为0，A、B两球具有相同的水平速度v，以B的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得mBv(mAmB)v，由机械能守恒定律得mBv2(mAmB)v2mBgh解得h0.10 m，故选项C正确7如图12210所示，自动火炮连同炮弹的总质量为M，当炮管水平，火炮车在水平路面上以v1的速度向右匀速行驶中，发射一枚质量为m的炮弹后，自动火炮的速度变为v2，仍向右行驶，则炮弹相对炮筒的发射速度v0为()图12210A.B.C.D.B炮弹相对地面的速度为v0v2.由动量守恒得Mv1(Mm)v2m(v0v2)，解得v0.8(2017乐清选考模拟)如图12211所示，子弹水平射入放在光滑水平地面上静止的木块，子弹未穿透木块，此过程木块的动能增加了6 J，那么此过程产生的内能可能为()图12211A16 JB2 JC6 JD4 JA设子弹的质量为m0，初速度为v0，木块的质量为m，则子弹打入木块的过程中，子弹与木块组成的系统动量守恒，即m0v0(mm0)v，此过程产生的内能等于系统损失的动能，即Em0v，而木块获得的动能E木m26 J，两式相除得1，选项A正确9如图12212所示，在光滑水平面上有直径相同的a、b两球，在同一直线上运动，选定向右为正方向，两球的动量分别为pa6 kgm/s、pb4 kgm/s.当两球相碰之后，两球的动量可能是()图12212Apa6 kgm/s、pb4 kgm/sBpa6 kgm/s、pb8 kgm/sCpa4 kgm/s、pb6 kgm/sDpa2 kgm/s、pb0C对于碰撞问题要遵循三个规律：动量守恒定律、碰后系统的机械能不增加和碰撞过程要符合实际情况本题属于迎面对碰，碰撞前，系统的总动量为2 kgm/s.选项A中，系统碰后的动量变为2 kgm/s，不满足动量守恒定律，选项A可排除；选项B中，系统碰后的动量变为2 kgm/s，满足动量守恒定律，但碰后a球动量大小不变，b球动量增加，根据关系式Ek可知，a球的动能不变，b球动能增加，系统的机械能增大了，所以选项B可排除；选项D中，显然满足动量守恒，碰后系统的机械能也没增加，但是碰后a球运动方向不变，b球静止，这显然不符合实际情况，选项D可排除；经检验，选项C满足碰撞所遵循的三个规律，故选C.10(多选)(2016临海选考模拟)如图12213是“牛顿摆”装置，5个完全相同的小钢球用轻绳悬挂在水平支架上，5根轻绳互相平行，5个钢球彼此紧密排列，球心等高用1、2、3、4、5分别标记5个小钢球，关于此实验，若不计空气阻力和碰撞中的能量损失，则下列说法中正确的是() 【导学号：81370411】图12213A当把小球1向左拉起一定高度，如图甲所示，然后由静止释放，在极短时间内经过小球间的相互碰撞，可观察到球5向右摆起，且达到的最大高度与球1的释放高度相同，如图乙所示B如果同时向左拉起小球1、2、3到相同高度(如图丙所示)，同时由静止释放，经碰撞后，小球4、5一起向右摆起，且上升的最大高度高于小球1、2、3的释放高度C如果同时向左拉起小球1、2、3到相同高度(如图丙所示)，同时由静止释放，经碰撞后，小球3、4、5一起向右摆起，且上升的最大高度与小球1、2、3的释放高度相同D上述整个实验过程中，5个小球组成的系统机械能守恒，动量守恒AC每两个小球碰撞的过程机械能守恒、动量守恒，不是5个小球的系统，故D错误；如果同时向左拉起小球1,2,3到相同高度同时由静止释放，则3与4碰后，3停止4具有向右的速度，4与5碰撞交换速度，4停止5向右摆起，3刚停止的时候2球过来与之碰撞交换速度，然后3与4碰撞，使4向右摆起；2球刚停止的时候1球过来与之碰撞交换速度，然后2与3碰撞交换速度，使3向右摆起；故经碰撞后，小球3、4、5一起向右摆起，且上升的最大高度与小球1、2、3的释放高度相同，B错误，C正确；同理A也正确11(多选)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，碰撞后两者的动量正好相等两者质量之比可能为()A2B3C4D5答案：AB12(多选)如图12214所示，质量相等的两个滑块位于光滑水平桌面上其中，弹簧两端分别与静止的滑块N和挡板P相连接，弹簧与挡板的质量均不计；滑块M以初速度v0向右运动，它与挡板P碰撞(不粘接)后开始压缩弹簧，最后，滑块N以速度v0向右运动在此过程中() 【导学号：81370412】图12214AM的速度等于0时，弹簧的弹性势能最大BM与N具有相同的速度时，两滑块动能之和最小CM的速度为时，弹簧的长度最长DM的速度为时，弹簧的长度最短答案：BD13如图12215所示，完全相同的A、B两物块随足够长的水平传送带按如图所示的方向匀速运动A、B间夹有少量炸药，对A、B在爆炸过程中及随后的运动过程有下列说法，其中正确的是()图12215A炸药爆炸后瞬间，A、B两物块的速度方向一定相同B炸药爆炸后瞬间，A、B两物块的速度方向一定相反C炸药爆炸过程中，A、B两物块组成的系统动量不守恒DA、B在炸药爆炸后至A、B相对传送带静止的过程中动量守恒D炸药爆炸后，A物块的速度是否反向，取决于炸药对它的推力的冲量，应该存在三种可能：速度为零、反向或保持原来的方向B物块的速度方向一定向右，故炸药爆炸后瞬间，A、B两物块的速度方向可能相同，也可能相反，也可能A物块的速度为零，B物块向右运动，A、B错误由于炸药对两物块的冲量大小相等，方向相反，所以两物块的动量变化量一定相等，又两物块受到的摩擦力大小相等，方向相反，故两物块一定同时相对传送带静止，故两物块组成的系统动量守恒，C错误，D正确14(2017宁波调研)如图12216所示，竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切，小滑块A和B分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点现将A无初速释放，A与B碰撞后结合为一个整体，并沿桌面滑动已知圆弧轨道光滑，半径R0.2 m；A和B的质量相等；A和B整体与桌面之间的动摩擦因数0.2.重力加速度g取10 m/s2.求：图12216(1)碰撞前的瞬间A的速率v；(2)碰撞后的瞬间A和B整体的速率v；(3)A和B整体在桌面上滑动的距离l.【解析】设滑块的质量为m.(1)根据机械能守恒定律mgRmv2，得碰撞前瞬间A的速率v2 m/s.(2)根据动量守恒定律mv2mv，得碰撞后瞬间A和B整体的速率vv1 m/s.(3)根据动能定理(2m)v2(2m)gl，得A和B整体沿水平桌面滑动的距离l0.25 m.【答案】(1)2 m/s(2)1 m/s(3)0.25 m15(2016舟山选考模拟)如图12217所示，光滑水平面上有一质量为m1 kg的小车，小车右端固定一水平轻质弹簧，弹簧左端连接一质量为m01 kg的物块，物块与上表面光滑的小车一起以v06 m/s的速度向右匀速运动，与静止在光滑水平面上、质量为M4 kg的小球发生正碰，碰后小球的速度为2 m/s，若碰撞时间极短，弹簧始终在弹性限度内求：图12217(1)小车与小球碰撞过程系统损失的机械能；(2)从碰后瞬间到弹簧最短的过程，弹簧弹力对小车的冲量大小. 【导学号：81370413】【解析】(1)设碰撞后瞬间小车的速度大小为v1，有mv0Mvmv