《2019年高考物理总复习 第六章 碰撞与动量守恒 第2课时 碰撞 反冲和火 箭课时训练 教科版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019年高考物理总复习 第六章 碰撞与动量守恒 第2课时 碰撞 反冲和火 箭课时训练 教科版（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1第第 2 2 课时课时 碰撞碰撞 反冲和火箭反冲和火箭1.(2018福建泉州质检)“爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏”,爆竹声响是辞旧迎新的标 志,是喜庆心情的流露.有一个质量为 3m 的爆竹斜向上抛出,到达最高点时速度大小为 v0、 方向水平向东,在最高点爆炸成质量不等的两块,其中一块质量为 2m,速度大小为 v,方向水 平向东;则另一块的速度为( C )A.3v0-v B.2v0-3v C.3v0-2vD.2v0+v 解析:由动量守恒定律 3mv0=2mv+mv,得 v=3v0-2v,选项 C 正确. 2.(多选)A,B 两球沿同一条直线运动,如图所示的 x t 图像记录了它们碰撞前后的运
2、动情况,其 中 a,b 分别为 A,B 碰撞前的 x t 图像.c 为碰撞后它们的 x t 图像.若 A 球质量为 1 kg,则 B 球质量及碰后它们的速度大小为( BD )A.2 kgB. kgC.4 m/s D.1 m/s解析:由图像可知碰撞前二者都做匀速直线运动,va= m/s= -3 m/s,vb= m/s=2 m/s,碰撞后二者连在一起做匀速直线运动,vc= m/s=-1 m/s.碰撞过程中动量守恒,即mAva+mBvb=(mA+mB)vc可解得 mB= kg由以上可知选项 B,D 正确. 3.(2018山东泰安模拟)质量相等的 A,B 两球在光滑水平面上沿同一直线向同一方向运动,
3、A 球的动量是 7 kgm/s,B 球的动量是 5 kg m/s,当 A 球追上 B 球时发生碰撞,则碰撞后 A,B 两球的动量可能值是( A )A.pA=6 kgm/s,pB=6 kgm/s B.pA=3 kgm/s,pB=9 kgm/s C.pA=-2 kgm/s,pB=14 kgm/s D.pA=-4 kgm/s,pB=17 kgm/s 解析:根据碰撞前后系统的动量守恒判断,碰前系统动量是 12 kg2m/s,而 D 选项中,碰后系统动量为 13 kgm/s,不满足系统动量守恒,选项 D 错误;根据能量 不增加判断,选项 C 的动能增加,选项 C 错误;设 mA=mB=m,对 A 项,碰
4、撞前后动能的变化为Ek=+-(+)=-0,碰撞过程总动能增加,选项 B 错误.4.(2017安徽马鞍山二模)如图所示,光滑水平面上有大小相同的 A,B 两球在同一直线上运 动.两球质量关系为 mB=2mA,规定向右为正方向,A,B 两球的动量均为 6 kgm/s,运动中两球 发生碰撞,碰撞后 A 球的动量增量为-4 kgm/s,则( A )A.左方是 A 球,碰撞后 A,B 两球速度大小之比为 25 B.左方是 A 球,碰撞后 A,B 两球速度大小之比为 110 C.右方是 A 球,碰撞后 A,B 两球速度大小之比为 25 D.右方是 A 球,碰撞后 A,B 两球速度大小之比为 110 解析:
5、由 mB=2mA,知碰前 vBvB,则两球不可能相碰,选项 C,D 错误. 5.在静水上浮着一只长为 L=3 m、质量为 300 kg 的小船,船尾站着一质量为 60 kg 的人,开 始时人和船都静止.若人匀速从船尾走到船头,不计水的阻力.则船将( A ) A.后退 0.5 m B.后退 0.6 m C.后退 0.75 m D.一直匀速后退 解析:船和人组成的系统,在水平方向上动量守恒,人在船上行进,船向后退,以人的速度方向 为正方向,由动量守恒定律得 m人v1-m船v2=0. 人从船头走到船尾,设船后退的位移大小为 x,则人相对于岸的位移大小为 L-x.则 m人-m船=0,代入数据解得 x=
6、0.5 m,船向后退了 0.5 m,选项 A 正确,B,C 错误;人与船组成的系统动量守 恒,系统初动量为零,人停止运动时人的动量为零,由动量守恒定律可知,船的动量也为零,船 停止运动,选项 D 错误. 6.导学号 58826136(2018河北衡水模拟)(多选)甲物体在光滑水平面上运动的速度为 v1,与静止的乙物体相碰,碰撞过程中无机械能损失,下列结论正确的是( ABC )3A.当乙的质量等于甲的质量时,碰撞后乙的速率是 v1 B.当乙的质量远远小于甲的质量时,碰撞后乙的速率是 2v1 C.当乙的质量远远大于甲的质量时,碰撞后甲的速率是 v1 D.碰撞过程中甲对乙做的功大于乙的动能增量 解析
7、:由于碰撞过程中无机械能损失,故是弹性碰撞,根据动量守恒得 m1v1=m1v1+m2v2,由机械能守恒得 m1= m1v12+ m2v22,解得两物体碰后的速度 v1=v1,v2=v1.当 m1=m2时,v2=v1,选项 A 正确;当 m1m2时,v2=2v1,选项 B 正确;当 m1m2时,v1=-v1,选项 C 正确;根据动能定理可知,碰撞过程中甲对乙做的功等于乙的动能增量, 选项 D 错误. 7.(2018陕西西安模拟)(多选)如图所示,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 质量相等的物体 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
8、线运动,则 A,B 组成的系统动能损失最大的时刻是( AC )A.A,B 速度相等时 B.A 的速度等于 v 时 C.弹簧压缩至最短时 D.B 的速度最小时 解析:在压缩弹簧的过程中,系统的动量守恒,物体的动能转化为弹簧的弹性势能.当 A,B 速 度相等时,此时弹簧压缩至最短,系统损失的动能最多,弹簧的弹性势能最大,选项 A,C 正确.8.导学号 58826137(2018山东济南模拟)(多选)如图所示,轻质弹簧的一端固定在墙上,另一端与质量为 m 的物体 A 相连,A 放在光滑水平面上,有一质量与 A 相同的物体 B 从高 h 处由静止开始沿光滑曲面滑下,与 A 相碰后一起将弹簧压缩,弹簧复
9、原过程中某时刻 B 与 A 分开且沿原曲面上升.下列说法正确的是( BD )A.弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为 mghB.弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为 mghC.B 能达到的最大高度为 hD.B 能达到的最大高度为 h4解析:对 B 下滑过程,据机械能守恒定律可得 mgh= m,则得 B 刚到达水平地面时的速度v0=,与 A 碰撞过程,以 A,B 组成的系统为研究对象,取向右为正方向,根据动量守恒定律可得 mv0=2mv,得 A 与 B 碰撞后的共同速度为 v= v0,所以弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为 Epm= 2mv2= mgh,选项 A 错误,B 正确;当弹簧再次恢复原长时
10、,A 与 B 将分开,B 以v 的速度沿斜面上滑,根据机械能守恒定律可得 mgh= mv2,解得 B 能达到的最大高度为h= h,选项 C 错误,D 正确.9.导学号 58826138 如图所示,质量为 km 的小球 a,用 l1=0.4 m 的细线悬挂于 O1点,质量为m 小球 b,用 l2=0.8 m 的细线悬挂于 O2点,且 O1,O2两点在同一条竖直线上,让小球 a 静止下 垂,将小球 b 向右拉起,使细线水平,从静止释放,两球刚好在最低点时对心相碰,相碰后,小 球 a 向左摆动,细线与竖直方向最大偏角为 60,两小球可视为质点,空气阻力忽略不计,仅 考虑首次碰撞,取 g=10 m/s
11、2.求:(1)两球相碰前小球 b 的速度大小; (2)讨论 k 可能的取值范围; (3)所有满足题干要求的碰撞情形中,k 取何值时机械能损失最多? 解析:(1)对小球 b 下摆过程:mgl2= m得出碰前 vb=4 m/s. (2)小球 a 上摆过程:kmgl1(1-cos 60)= km碰后 va=2 m/s 对两球碰撞过程有 mvb=mvb+kmva, 得出 vb=4-2k(m/s). 由碰撞过程动能不增加有m mvb2+ km,5得出 k3, 此外由碰撞中合理性原则不可穿得:vb=4-2kva=2(m/s), 得出 k1. 综上所述 1k3.(3)碰撞中动能损失 E= m- mvb2-
12、m,可以得出当 k=1.5 时,动能损失最大. 答案:(1)4 m/s (2)1k3 (3)1.5 10.(2018辽宁沈阳质检)平板车停在水平光滑的轨道上,平板车上有一人从固定在车上的 货厢边沿水平方向顺着轨道方向跳出,落在平板车上的 A 点,距货厢水平距离为 l=4 m,如图 所示.人的质量为 m,车连同货厢的质量为 M=4 m,货厢高度为 h=1.25 m(g 取 10 m/s2).求:(1)车在人跳出后到落到 A 点期间的反冲速度; (2)车在地面上移动的位移是多少?人落在 A 点并站定以后,车还运 动吗? 解析:(1)人从货厢边跳离的过程,系统(人、车和货厢)的动量守恒,设人的水平速
13、度是 v1, 车的反冲速度是 v2,则 mv1-Mv2=0,解得 v2= v1.人跳离货厢后做平抛运动,车以 v2做匀速运动,由 h= gt2,解得运动时间为 t=0.5 s. 在这段时间内人的水平位移 x1和车的位移 x2分别为 x1=v1t,x2=v2t 由题图可知 x1+x2=l,即 v1t+v2t=l,联立解得 v2= m/s=1.6 m/s.(2)车的水平位移 x2为x2=v2t=1.60.5 m=0.8 m. 人落到车上 A 点的过程,系统水平方向的动量守恒,人落到车上前的水平速度仍为 v1,车的 速度为 v2,落到车上后设共同速度为 v,根据水平方向动量守恒得 mv1-Mv2=(
14、M+m)v,则 v=0.故 人落到车上 A 点站定后车的速度为零,故车不再运动. 答案:(1)1.6 m/s (2)0.8 m 不运动 11.如图所示,可视为质点的小物块 A,B 的质量分别为 m 和 3m,静止放在光滑水平地面上,物 块 A,B 间夹有一小块炸药(炸药的质量可以忽略不计).某时刻炸药爆炸使物块 A,B 脱离,然 后物块 A 与一质量为 2m 且以速度 v0向右滑动的物块 C 发生碰撞,物块 A,C 碰撞后,物块 A,B,C 具有相同的速度.若炸药爆炸释放的化学能全部转化为物块 A,B 的机械能,求炸药爆炸时释 放的化学能.6解析:炸药爆炸时,由动量守恒定律可得 3mvB=mv
15、A,A,C 碰撞过程中满足动量守恒定律2mv0-mvA=3mvB联立解得 vA=v0,vB= v0,根据能量守恒定律得爆炸时释放的化学能E= m+ 3m= m.答案: m12.一火箭喷气发动机每次喷出 m=200 g 的气体,气体离开发动机喷出时的速度 v=1 000 m/s.设火箭质量 M=300 kg,发动机每秒钟喷气 20 次. (1)当第三次喷出气体后,火箭的速度为多大? (2)运动第 1 s 末,火箭的速度为多大? 解析:(1)设喷出三次气体后火箭的速度为 v3,以火箭和喷出的三次气体为研究对象,据动量 守恒定律得(M-3m)v3-3mv=0,故 v3=2 m/s.(2)发动机每秒钟
16、喷气 20 次,以火箭和喷出的 20 次气体为研究对象,根据动量守恒定律得(M-20m)v20-20mv=0,故 v20=13.5 m/s.答案:(1)2 m/s (2)13.5 m/s 13.导学号 58826139 如图所示,光滑水平轨道右边与墙壁连接,木块 A,B 和半径为 0.5 m 的光滑圆轨道 C 静置于光滑水平轨道上,A,B,C 质量分别为 1.5 kg,0.5 kg,4 kg.现让 A 以 6 m/s 的速度水平向右运动,之后与墙壁碰撞,碰撞时间为 0.3 s,碰后速度大小变为 4 m/s.当 A 与 B 碰撞后会立即粘在一起运动,已知 g=10 m/s2,求:(1)A 与墙壁碰撞过程中,墙壁对小球平均作用力的大小; (2)AB 第一次滑上圆轨道所能达到的最大高度 h. 解析:(1)A 与墙壁碰撞过程,规定水平向左为正,对 A 由动量定理有Ft=mAv2-mA(-v1) 解得 F=50 N. (2)A 与 B 碰撞过程,对 A,B 系统
