（江浙選考1）2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第十五章 動量守恒定律 考點強化練35 碰撞與反沖運動

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1、考點強化練35碰撞與反沖運動1.兩個帶正電的不同重離子被加速后,沿同一條直線相向運動而發(fā)生猛烈碰撞。為了使碰撞前的動能盡可能多地轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,關(guān)鍵是設(shè)法使這兩個重離子在碰撞前的瞬間具有相同大小的()A.速率B.質(zhì)量C.動量D.動能2.如圖所示,物體A靜止在光滑的水平面上,A的左邊固定有輕質(zhì)彈簧,與A質(zhì)量相同的物體B以速度v向A運動并與彈簧發(fā)生碰撞,A、B始終沿同一直線運動,則A、B組成的系統(tǒng)動能損失最大的時刻是()A.A開始運動時B.A的速度等于v時C.B的速度等于零時D.A和B的速度相等時3.(多選)在光滑水平面上動能為E0、動量大小為p0的小鋼球1與靜止小鋼球2發(fā)生碰撞,碰撞前、后球1的運動

2、方向相反,將碰后球1的動能和動量大小分別記為E1、p1,球2的動能和動量大小分別記為E2、p2,則必有()A.E1E0B.p1E0D.p2”“=”或“”)。(2)若進行實驗,以下所提供的測量工具中必需的是。A.刻度尺B.游標(biāo)卡尺C.天平D.彈簧測力計E.秒表(3)用實驗中測得的數(shù)據(jù)來表示,只要滿足關(guān)系式,就能說明兩球碰撞前后動量是守恒的。13.近年春節(jié)期間,全國許多大中城市將燃放煙花爆竹禁放改為限放,增加了節(jié)日氣氛。假設(shè)一質(zhì)量為m的煙花從地面上A點以速度v豎直上升到最大高度處炸裂為質(zhì)量相等的兩塊,沿水平方向向相反兩個方向飛出,假設(shè)其中一塊落在距A點距離為s處,不計空氣阻力及消耗的炸藥質(zhì)量,煙花

3、炸裂時消耗的化學(xué)能80%轉(zhuǎn)化為動能。求:(1)煙花上升的最大高度;(2)煙花炸裂后的一塊水平飛出時的速度大小;(3)煙花炸裂時消耗的化學(xué)能。14.如圖所示,一個質(zhì)量為m的玩具蛙,蹲在質(zhì)量為M的小車的細(xì)桿上,小車放在光滑的水平桌面上,若車長為L,細(xì)桿高為h,且位于小車的中點,試求:當(dāng)玩具蛙最小以多大的水平速度v跳出,才能落到桌面上?？键c強化練35碰撞與反沖運動1.C盡量減小碰后粒子的動能,才能增大內(nèi)能,所以設(shè)法使這兩個重離子在碰撞前的瞬間具有相同大小的動量,C正確。2.D對A、B組成的系統(tǒng)由于水平面光滑,所以動量守恒。而對A、B、彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒,即A、B動能與彈簧彈性勢能之和為定值。當(dāng)

4、A、B速度相等時,可類似于A、B的完全非彈性碰撞,A、B總動能損失最多,此時彈簧形變量最大,彈性勢能最大。3.AB由題意知,碰撞后兩球均有速度,由碰撞過程中總動能不增加可知,E1E0,E2E0,p1p0,故D錯誤。4.BC碰撞的瞬間小車和木塊組成的系統(tǒng)動量守恒,擺球的速度在瞬間不變,以球的初速度方向為正方向,若碰后小車和木塊的速度變v1和v2,由動量守恒定律得:Mv=Mv1+mv2,若碰后小車和木塊速度相同,小車和木塊的速度都變?yōu)閡,由動量守恒定律得:Mv=(M+m)u,故BC正確,AD錯誤。5.AD當(dāng)彈簧壓縮到最短長度時,甲乙具有相同的速度,彈簧的勢能最大,甲的速度不為零,故A正確,B錯誤;

5、在壓縮彈簧的過程中,物塊的一部分分動能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能,所以甲物塊動能的減少量等于乙物塊增加的動能以及彈簧增加的彈性勢能的和,故C錯誤;在碰撞的過程中兩個物體以及彈簧組成的系統(tǒng)在水平方向的動量守恒,所以甲物體動量的減小量和乙物體動量的增加量大小相等,故D正確。6.B炮彈相對地面的速度為v0+v2。由動量守恒得Mv1=(M-m)v2+m(v0+v2),得v0=。7.答案 (1)64.7(2)AB解析 (1)碰撞后b球的水平射程落點如圖2所示,取所有落點中靠近中間的點讀數(shù),即可取一個最小的圓的圓心,約為64.7 cm;(2)斜槽的末端必須水平,才能保證兩個小球離開斜槽后做平拋運動。所以A選項是

6、正確的;為使兩球發(fā)生對心正碰,兩球半徑必須相等,所以B選項是正確的;為防止碰撞后入射球反彈,入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量,為使兩球發(fā)生正碰,兩球半徑應(yīng)相等,則兩球的材料應(yīng)不同,故C錯誤;如果碰撞過程中動量守恒,則:mav0=mav1+mbv2,實驗需要測出兩球的質(zhì)量,故D錯誤;所以AB選項是正確的。8.答案 mv2解析 規(guī)定向左為正方向,由動量守恒定律可得:推出木箱的過程中,(m+2m)v1-mv=0,接住木箱的過程中,mv+(m+2m)v1=(m+m+2m)v2,小明對木箱做功為W,則W=,代入數(shù)據(jù)解得:W=mv2。9.D設(shè)質(zhì)量為3m的物體離開彈簧時的速度為v,根據(jù)動量守恒定律,則有:(3

7、m+m)v0=m2v0+3mv解得:v=v0根據(jù)動能定理,彈簧對兩個物體做的功分別為:W1=m(2v0)2-W2=3m(v0)2-3m=-所以彈簧做的總功:W=W1+W2=質(zhì)量為m的物體動能的增量為:m(2v0)2-此過程中彈簧的彈性勢能的減小量為彈簧彈力做的功即為由機械能守恒可知,兩物體之間轉(zhuǎn)移的動能為:。10.BD橡皮泥下落的時間為:t= s=0.5 s。故A錯誤;橡皮泥與小車在水平方向的動量守恒,選取向右為正方向,則有:m1v0=(m1+m2)v,所以共同速度為:v= m/s=2 m/s,故B正確;橡皮泥落入小車的過程中,橡皮泥與小車組成的系統(tǒng)在水平方向的動量守恒,但豎直方向的動量不守恒

8、。故C錯誤;在整個的過程中,系統(tǒng)損失的機械能等于橡皮泥的重力勢能與二者損失的動能,得:E=m2gh+m1(m1+m2)v2,代入數(shù)據(jù)可得:E=7.5 J。故D正確。故選BD。11.A因為各球間發(fā)生的碰撞是彈性碰撞,則碰撞過程機械能守恒,動量守恒。因碰撞后三個小球的動量相等設(shè)為p,則總動量為3p。由機械能守恒得,即,代入四個選項的質(zhì)量比值關(guān)系,只有A項符合,故選A。12.答案 (1)(2)AC(3)m1=m1+m2解析 (1)為了防止入射球碰后反彈,一定要保證入射球的質(zhì)量大于被碰球的質(zhì)量,即m1m2。(2)要驗證動量守恒定律,需測量小球的質(zhì)量和三個落點到B點的距離。故提供的測量工具中必需的是AC

9、。(3)碰撞前,小球m1落在圖中的P點,設(shè)其水平初速度為v1。小球m1、m2發(fā)生碰撞后,m1的落點在圖中的M點,設(shè)其水平初速度為v1,m2的落點在圖中的N點,設(shè)其水平初速度為v2。設(shè)斜面與水平間的傾角為,由平拋運動規(guī)律得:sMsin =gt2、sMcos =v1t解得:v1=同理可得:v1=、v2=只要滿足m1v1+0=m1v1+m2v2即m1=m1+m2,就可以說明兩球碰撞前后動量是守恒的。13.答案 (1)(2)(3)解析 (1)由豎直上拋公式得煙花上升的最大高度h=。(2)設(shè)煙花炸裂后的一塊水平飛出時的速度大小為v1,由平拋運動規(guī)律得s=v1t,h=gt2,解得v1=。(3)煙花炸裂后兩塊在水平方向動量守恒,v1-v2=0,解得另一塊的速度為v2=v1。由能量守恒定律得煙花炸裂時消耗的化學(xué)能E=。14.答案 解析蛙跳出后做平拋運動,到達(dá)小車上表面的運動時間為t=,蛙與車水平方向動量守恒,可知mx=M(-x),蛙要能落到桌面上,其最小水平速度為v=,上面三式聯(lián)立求得v=。6