高三物理（第02期）好題速遞分項(xiàng)解析匯編 專題16 碰撞與動(dòng)量守恒（選修3-5）（含解析）

《高三物理（第02期）好題速遞分項(xiàng)解析匯編 專題16 碰撞與動(dòng)量守恒（選修3-5）（含解析）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高三物理（第02期）好題速遞分項(xiàng)解析匯編 專題16 碰撞與動(dòng)量守恒（選修3-5）（含解析）（12頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

專題16 碰撞與動(dòng)量守恒A以初速v0沿B、C的連線方向朝B運(yùn)動(dòng)。若A與B相碰后立即粘合在一起（以后也不分開），求：以后運(yùn)動(dòng)過程中彈簧的最大彈性勢(shì)能；以后運(yùn)動(dòng)過程中C能獲得的最大速度。【答案】；?！窘馕觥緼BC和彈簧系統(tǒng)動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒，彈簧由最短恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)C獲得最大速度，彈性勢(shì)能為零根據(jù)動(dòng)量守恒定律，有：根據(jù)機(jī)械能守恒定律，有：解得：C的最大速度，此時(shí)AB的速度考點(diǎn)：動(dòng)量守恒定律，機(jī)械能守恒定律2.【湖南省衡陽(yáng)市第八中學(xué)2017屆高三實(shí)驗(yàn)班暑期第一次月考理科綜合】深空探測(cè)一直是人類的夢(mèng)想。2013年12月14日“嫦娥三號(hào)”探測(cè)器成功實(shí)施月面軟著陸，中國(guó)由此成為世界上第3個(gè)實(shí)現(xiàn)月面軟著陸的國(guó)家。如圖所示為此次探測(cè)中，我國(guó)科學(xué)家在國(guó)際上首次采用的由接近段、懸停段、避障段和緩速下降段等任務(wù)段組成的接力避障模式示意圖。請(qǐng)你應(yīng)用學(xué)過的知識(shí)解決下列問題。已知地球質(zhì)量約是月球質(zhì)量的81倍，地球半徑約是月球半徑的4倍。將月球和地球都視為質(zhì)量分布均勻的球體，不考慮地球、月球自轉(zhuǎn)及其他天體的影響。求月球表面重力加速度g月與地球表面重力加速度g的比值。由于月球表面無大氣，無法利用大氣阻力來降低飛行速度，我國(guó)科學(xué)家用自行研制的大范圍變推力發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)了探測(cè)器中途修正、近月制動(dòng)及軟著陸任務(wù)。在避障段探測(cè)器從距月球表面約100m高處，沿與水平面成夾角45的方向，勻減速直線運(yùn)動(dòng)到著陸點(diǎn)上方30m處。已知發(fā)動(dòng)機(jī)提供的推力與豎直方向的夾角為，探測(cè)器燃料消耗帶來的質(zhì)量變化、探測(cè)器高度變化帶來的重力加速度g月的變化均忽略不計(jì)，求此階段探測(cè)器的加速度a與月球表面重力加速度g月的比值。為避免探測(cè)器著陸過程中帶來的過大沖擊，科學(xué)家們研制了著陸緩沖裝置來吸收著陸沖擊能量，即盡可能把探測(cè)器著陸過程損失的機(jī)械能不可逆地轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰?，如塑性變形能、?nèi)能等，而不通過彈性變形來儲(chǔ)存能量，以避免二次沖擊或其他難以控制的后果。已知著陸過程探測(cè)器質(zhì)量（包括著陸緩沖裝置）為m，剛接觸月面時(shí)速度為v，從剛接觸月面開始到穩(wěn)定著陸過程中重心下降高度為H，月球表面重力加速度為g月，著陸過程中發(fā)動(dòng)機(jī)處于關(guān)閉狀態(tài)，求著陸過程中緩沖裝置吸收的總能量及探測(cè)器受到的沖量?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】試題分析：（1）根據(jù)萬有引力提供星球表面的重力可知，有黃金代換公式有，則：。（3）緩沖裝置吸收的能量來源于探測(cè)器動(dòng)能和勢(shì)能，由能量守恒定律可得：根據(jù)動(dòng)量定理，探測(cè)器受到的沖量等于動(dòng)量變化：?？键c(diǎn)：動(dòng)量定理、萬有引力定律及其應(yīng)用【名師點(diǎn)睛】本題考查了萬有引力定律與動(dòng)量定理、能量守恒的基本運(yùn)用，本題題干較長(zhǎng)，關(guān)鍵能夠從題干中獲取有用的信息，這是解決本題的關(guān)鍵地方。3.【湖北省孝感高級(jí)中學(xué)2017屆高三9月調(diào)考】如圖所示，質(zhì)量為M=10kg的小車靜止在光滑的水平地面上，其AB部分為半徑R=0.5m的光滑圓孤，BC部分水平粗糙，BC長(zhǎng)為L(zhǎng)=2m。一可看做質(zhì)點(diǎn)的小物塊從A點(diǎn)由靜止釋放，滑到C點(diǎn)剛好停止。已知小物塊質(zhì)量m=6kg，g取10m/s2求：（1）小物塊與小車BC部分間的動(dòng)摩擦因數(shù)；（2）小物塊從A滑到C的過程中，小車獲得的最大速度. 【答案】（1）；（2）【解析】試題分析：（1）m滑至C的過程中，由系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒知，共速時(shí)m、M均靜止，則有能量守恒得: ，故： ?？键c(diǎn)：動(dòng)量守恒定律、功能關(guān)系【名師點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵分析清楚系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)情況，知道系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，豎直方向動(dòng)量不守恒，同時(shí)根據(jù)功能關(guān)系列式求解。4.【貴州省遵義航天高級(jí)中學(xué)2017屆高三第一次模擬考試?yán)砜凭C合】如圖所示，平放在水平面上的輕質(zhì)彈簧的一端固定在豎直墻上，質(zhì)量為m1的光滑弧形槽靜止在光滑水平面上，底部與水平面平滑連接。一個(gè)質(zhì)量為m2的小球從槽高處由靜止開始下滑，要使小球能與弧形槽發(fā)生第二次作用，m1、m2應(yīng)滿足怎樣的條件？【答案】m1m2【解析】試題分析：小球和弧形槽系統(tǒng)在水平方向動(dòng)量守恒，取向做為正方向。根據(jù)動(dòng)量守恒定律，有：小球與彈簧相互作用的過程中，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，小球離開彈簧時(shí)速度的大小仍為v2，方向水平向左。欲使小球能與弧形槽發(fā)生第二次作用，必須有v2v1 可得：m1m2考點(diǎn)：動(dòng)量守恒定律，機(jī)械能守恒定律5.【河南省洛陽(yáng)市第一高級(jí)中學(xué)2017屆高三上學(xué)期第一次月考】）在光滑的水平面上，質(zhì)量為m1的小球A以速率v0向右運(yùn)動(dòng)。在小球的前方O點(diǎn)處有一質(zhì)量為m2的小球B處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示。小球A與小球B發(fā)生正碰后小球A、B均向右運(yùn)動(dòng)。小球B被在Q點(diǎn)處的墻壁彈回后與小球A在P點(diǎn)相遇，PQ15PO。假設(shè)小球間的碰撞及小球與墻壁之間的碰撞都是彈性的，求兩小球質(zhì)量之比m1/m2。ABOPQ【答案】【解析】考點(diǎn)：考查了動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用【名師點(diǎn)睛】解答本題的突破口是根據(jù)碰后路程關(guān)系求出碰后的速度大小之比，本題很好的將直線運(yùn)動(dòng)問題與動(dòng)量守恒和功能關(guān)系聯(lián)系起來，比較全面的考查了基礎(chǔ)知識(shí)6.【福建省三明市2016屆普通高中畢業(yè)班5月質(zhì)量檢查理科綜合】）如圖所示，物塊A,C的質(zhì)量均為.,B的質(zhì)量為2m,都靜止于光滑水平臺(tái)面上A、B間用一不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)短細(xì)線相連。初始時(shí)刻細(xì)線處于松弛狀態(tài)，C位于A右側(cè)足夠遠(yuǎn)處?，F(xiàn)突然給A一瞬時(shí)沖量，使A以初速度v0沿A、C連線方向向C運(yùn)動(dòng)，A與C相碰后，粘合在一起。求（i)A與C剛粘合在一起時(shí)的速度大小：（ii）若將A、B,C看成一個(gè)系統(tǒng)，則從A開始運(yùn)動(dòng)到A與C剛好粘合的過程中，系統(tǒng)損失的機(jī)械能為多少？【答案】（i) （ii）【解析】試題分析：()輕細(xì)線繃緊的過程，A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，解得之后A、B均以速度v1向右勻速運(yùn)動(dòng)，在A與C發(fā)生碰撞過程中，A、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒解得()輕細(xì)線繃緊的過程，A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能損失為在A與C發(fā)生碰撞過程中，A、C組成的系統(tǒng)機(jī)械能損失為全過程A、B、C這一系統(tǒng)機(jī)械能損失為考點(diǎn)：考查了機(jī)械能守恒，能量守恒定律的應(yīng)用【名師點(diǎn)睛】本題考查了求速度、系統(tǒng)損失的機(jī)械能等問題，分析清楚運(yùn)動(dòng)過程、應(yīng)用動(dòng)量守恒定律與能量守恒定律即可正確解題7.【寧夏銀川一中2017屆高三上學(xué)期第一次月考理科綜合】）如圖所示，質(zhì)量m1=0.3kg的小車靜止在光滑的水平面上，車長(zhǎng)為1.5m，現(xiàn)有質(zhì)量為0.2kg可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊m2，以水平向右的速度v0=2m/s從左端滑上小車，最后在小車上某處與小車保持相對(duì)靜止。物塊與車面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.5，取g=10m/s2，求：物塊在車面上滑行的時(shí)間t；要使物塊不從小車右端滑出，物塊滑上小車左端的速度不超過多少？【答案】；?！窘馕觥恳刮飰K恰好不從車廂滑出，則物塊滑到車的右端時(shí)恰與小車有共同的速度根據(jù)動(dòng)量守恒定律，有：根據(jù)能量守恒定律，有：解得：物塊滑上小車左端的速度即要使物塊不從小車右端滑出，物塊滑上小車的速度不能超過5m/s考點(diǎn)：動(dòng)量守恒定律，動(dòng)量定理，能量守恒定律8.【河北省定州中學(xué)2017屆高三上學(xué)期第一次月考】如圖所示，輕彈簧的一端固定，另一端與滑塊B相連，B靜止在水平面上的O點(diǎn)，此時(shí)彈簧處于原長(zhǎng)另一質(zhì)量與B相同的滑塊A從P點(diǎn)以初速度v0向B滑行，經(jīng)過時(shí)間t時(shí)，與B相碰碰撞時(shí)間極短，碰后A、B粘在一起運(yùn)動(dòng)滑塊均可視為質(zhì)點(diǎn)，與平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，重力加速度為g求：（1）碰后瞬間，A、B共同的速度大??；（2）若A、B壓縮彈簧后恰能返回到O點(diǎn)并停止，求彈簧的最大壓縮量；（3）整個(gè)過程中滑塊B對(duì)滑塊A做的功【答案】（1）（v0gt）；（2）（v0gt）2；（3）m（v0gt）2【解析】（2）碰后A、B由O點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng)，又返回到O點(diǎn)，設(shè)彈簧的最大壓縮量為x，由能量守恒定律得：（2mg）2x=（2m）v22，解得：x=（v0gt）2（3）對(duì)滑塊A，由動(dòng)能定理得：W=mv22mv12=m（v0gt）2；考點(diǎn)：動(dòng)能定理；動(dòng)量守恒定律【名師點(diǎn)睛】本題結(jié)合彈簧問題考查了動(dòng)量守恒和功能關(guān)系的應(yīng)用，分析清楚物體運(yùn)動(dòng)過程是解題的關(guān)鍵，應(yīng)用動(dòng)能定理與動(dòng)量守恒定律、能量守恒定律可以解題。9.【福建省泉州市2016屆高三第二次（5月）質(zhì)量檢查】(9分)如圖，質(zhì)量為lkg的小車A上用長(zhǎng)的輕繩懸掛著質(zhì)量為2kg的小球B，兩者一起以4m/s的速度沿光滑水平面向右勻速運(yùn)動(dòng)，某一時(shí)刻，小車A與靜止在水平面上的質(zhì)量為1kg的小車C發(fā)生正碰并粘連在一起。重力加速度取10m/s2。求：(1)小球B能擺起的最大高度H； (2)小車C的最大速度vc的大小。【答案】（1）0.1m （2）4m/s【解析】試題分析：（i）A與C的碰撞動(dòng)量守恒 mAv0=(mAmC)v1 得 v1=2m/s 設(shè)A、B、C同速時(shí)速度為v2，由水平方向動(dòng)量守恒(mAmC) v1mBv0=(mAmBmC)v2 得 v2=3m/s 由能量守恒得 mBgH = (mAmC) v12mBv02 (mAmBmC)v22 解得 H=0.1m 考點(diǎn)：動(dòng)量守恒定律；能量守恒定律【名師點(diǎn)睛】此題是對(duì)動(dòng)量守恒定律以及能量守恒定律的考查；關(guān)鍵是搞清楚三個(gè)物體的作用過程，并能根據(jù)過程列出動(dòng)量守恒方程，搞清在碰撞過程中的能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系。10.【江蘇省揚(yáng)州市2015-2016學(xué)年度高三第四次模擬測(cè)試】在列車編組站里，一輛m1=3.6104kg的甲貨車在平直軌道上以v1=2m/s的速度運(yùn)動(dòng)，碰上一輛m2=2.4104kg的靜止的乙貨車，它們碰撞后結(jié)合在一起繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，求貨車碰撞后運(yùn)動(dòng)的速度以及甲貨車在碰撞過程中動(dòng)量的變化量【答案】 kgm/s【解析】考點(diǎn)：考查了動(dòng)量守恒定律11.【湖北省恩施市第一中學(xué)2017屆高三上學(xué)期開學(xué)考試】（10分）如圖所示，氣球吊著A、B兩個(gè)物體以速度v勻速上升，A物體與氣球的總質(zhì)量為m1，物體B的質(zhì)量為m2，且m1m2。某時(shí)刻A、B間細(xì)線斷裂，求當(dāng)氣球的速度為2v時(shí)物體B的速度大小并判斷方向。（空氣阻力不計(jì)）【答案】，方向向下【解析】試題分析：根據(jù)動(dòng)量守恒定律得：（m1m2）vm2v22m1v解得：v2因?yàn)閙1m2，所以v20故速度大小為，方向向下考點(diǎn)：動(dòng)量守恒定律12.【河北省望都中學(xué)2017屆高三8月月考】如圖所示，在光滑的水平面上有兩塊并列放置的木塊A與B，已知A的質(zhì)量是500 g，B的質(zhì)量是300 g，有一質(zhì)量為80 g的小銅塊C(可視為質(zhì)點(diǎn))以25 m/s的水平初速度開始在A的表面滑動(dòng).銅塊最后停在B上，B與C一起以2.5 m/s的速度共同前進(jìn).求：木塊A最后的速度vA； 小銅塊C離開A時(shí)，小銅塊C的速度vC.【答案】2.1 m/s 4 m/s【解析】考點(diǎn)：動(dòng)量守恒定律13.【江蘇省溧水高級(jí)中學(xué)2017屆高三暑期考試物理試題】質(zhì)量為2kg 的物體B靜止在光滑水平面上，一質(zhì)量為1kg的物體A以2.0m/s的水平速度和B發(fā)生正碰，碰撞后A以0.2m/s的速度反彈，求碰撞過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能【答案】0.77J【解析】試題分析：利用動(dòng)量守恒定律， 解得：m/s 損失的機(jī)械能為: 考點(diǎn)：動(dòng)量守恒定律14.【重慶市巴蜀中學(xué)2017屆高三上學(xué)期開學(xué)考試?yán)砜凭C合物理試題】如圖所示，一小車置于光滑水平面上，輕質(zhì)彈簧右端固定，左端栓連物塊b,小車質(zhì)量M=3kg，AO部分粗糙且長(zhǎng)L=2m，動(dòng)摩擦因數(shù)=0.3，OB部分光滑另一小物塊a放在車的最左端，和車一起以v0=4m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，車撞到固定擋板后瞬間速度變?yōu)榱悖慌c擋板粘連已知車OB部分的長(zhǎng)度大于彈簧的自然長(zhǎng)度，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)a、b兩物塊視為質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量均為m=1kg，碰撞時(shí)間極短且不粘連，碰后一起向右運(yùn)動(dòng)（取g=10m/s2）求：(1)物塊a與b碰后的速度大小；(2)當(dāng)物塊a相對(duì)小車靜止時(shí)小車右端B到擋板的距離；(3)當(dāng)物塊a相對(duì)小車靜止時(shí)在小車上的位置到O點(diǎn)的距離【答案】(1)1m/s (2) (3) x=0.125m【解析】試題分析: (1)對(duì)物塊a，由動(dòng)能定理得：代入數(shù)據(jù)解得a與b碰前速度：v1=2m/s；a、b碰撞過程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以a的初速度方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律得：mv1=2mv2，代入數(shù)據(jù)解得：v2=1m/s；考點(diǎn)：考查動(dòng)量守恒定律；動(dòng)能定理【名師點(diǎn)睛】本題考查了求速度、勢(shì)能、距離問題，分析清楚運(yùn)動(dòng)過程、明確動(dòng)量守恒定律的條件及應(yīng)用，靈活應(yīng)用能量關(guān)系即可正確求解