动量守恒定律碰撞问题试卷

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1、考点23动量守恒定律碰撞问题考点名片考点细研究:(1)动量守恒定律处理系统内物体的相互作用;(2)碰撞、打击、反冲等“瞬间作用”问题。其中考查到的如:2016年全国卷I第35题、2016年全国卷出第35题、2016年天津高考第9题(1)、2015年福建高考第30题(2)、2015年北京高考第17题、2015年山东高考第39题(2)、2014年重庆高考第4题、2014年福建高考第30题(2)、2014年江苏高考第12题C(3)、2014年安徽高考第24题、2013年天津高考第2题、2013年福建高考第30题等。高考对本考点的考查以识记、理解为主,试题难度不大。备考正能量:预计今后高考仍以选择题和

2、计算题为主要命题形式,以物理知识在生活中的应用为命题热点,灵活考查动量守恒定律及其应用,难度可能加大。一、基础与经典1 .如图所示,在光滑水平面上,用等大反向的力F1、F2分别同时作用于AB两个静止的物体上。已知miVaVbD.a、c两车运动方向相反答案CD解析若人跳离b、c车时速度为v,由动量守恒定律知,人和c车组成的系统:0=M车Vc+muv对人和b车:m人v=MbVb+mxv对人和a车:m人v=(Mb+mu)VamV_nnv所以:vc=M,vb=0,va=Mt+ni即vcvavb,并且vc与va方向相反。5 .(多选)如图所示,弹簧的一端固定在竖直墙上,质量为m的光滑弧形梢静止在光滑水平

3、面上,底部与水平面平滑连接,一个质量也为m的小球从梢上高h处由静止开始自由下滑()A.在下滑过程中,小球和梢之间的相互作用力对梢不做功B.在下滑过程中,小球和梢组成的系统水平方向动量守恒C.被弹簧反弹后,小球和梢都做速率不变的直线运动D.被弹簧反弹后,小球能回到梢上高h处答案BC解析在下滑过程中,小球和梢之间的相互作用力对梢做功,选项A错误;在下滑过程中,小球和梢组成的系统在水平方向所受合外力为零,系统在水平方向动量守恒,选项B正确;小球被弹簧反弹后,小球和梢在水平方向不受外力作用,小球与梢组成的系统动量守恒,球与梢的质量相等,小球沿梢下滑,球与梢分离后,小球与梢的速度大小相等,小球被弹簧反弹

4、后与梢的速度相等,故小球和梢都做匀速运动,小球不能滑到梢上,选项C正确、D错误。6 .如图所示,在光滑水平面上有一质量为M的木块,木块与轻弹簧水平相连,弹簧的另一端连在竖直墙上,木块处于静止状态。一质量为m的子弹以水平速度V0击中木块,并嵌在其中,木块压缩弹簧后在水平面做往复运动。木块自被子弹击中前到第一次回到原来位置的过程中,木块受到的合外力的冲量大小为()B.2MvD.2mv答案A解析子弹击中木块并嵌在其中,该过程动量守恒,即mv=(mmv一+Mv,即击中后木块速度为丫=而前此后只有弹簧弹力做功,子弹、木块和弹簧组成系统机械能守恒,当第一次回到平衡位置时,速度仍然等于v,根据动量定理,合外

5、力的冲量等于动量变化量,即I=MvMmv,0=而选项A正确。7 .两球A、B在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,m=1kg,nB=2kg,va=6m/s,vb=2m/s。当A追上B并发生碰撞后,两球A、B速度的可能值是()A. Va=5m/s,Vb=m/sB. Va=2m/s,Vb=4m/sC. Va=4m/s,Vb=7m/sD. va=7m/s,vb=m/s答案B解析虽然题中四个选项均满足动量守恒定律,但A、D两项中,碰后A的速度va大于B的速度Vb,必然要发生第二次碰撞,不符11C合实际;C项中,两球碰后的总动能E=2mVA2+2mVB2=57J,1O1o大于碰前的总动能Ek=2mvA

6、+mvB=22J,违背了能量守恒定律,故B项正确。8.(多选)将两个小物体放在光滑的水平面上,其中小物体B的左端与一轻弹簧相连接,在光滑的水平面上处于静止状态,现给小物体A水平向右的初速度V0。已知小物体A、B的质量分别为mA=1kg、mB=3kg,Vo=4m/s。则下列关于两小物体的运动描述正确的是()A.整个过程中小物体A的最小速度为1m/sB.整个过程中小物体B的最大速度为2m/sC.整个过程中弹簧储存的最大弹性势能为6JD.整个运动过程中小物体AB整体动能减少量的最大值为8J答案BC解析当弹簧压缩最短时,弹簧的弹性势能最大,此时小物体AB共速,由动量守恒定律得mv=(mA+m)v,解得

7、v=1m/s,此时弹簧的弹性势能最大,即小物体AB整体动能减少量最多,EPm=Rm=2mv02(m+mB)v2=6J,C正确,D错误;当弹簧恢复原长时,小1O物体B状得取大速度,由动重守怛和能重守怛得mvo=mAVA+mBVm,2mvo1 212=2nmvm+2mAVA,解得Vm=2m/s,Va=2m/s,B正确;由以上的计算可以看出小物体A的运动方向发生了改变,因此整个过程中小物体A的最小速度应为0,A错误。9 .(多选)如图所示,半径和动能都相等的两个小球相向而行。甲球的质量m甲大于乙球的质量m乙,水平面是光滑的,两球做对心碰撞以后的运动情况可能是()A.甲球速度为零,乙球速度不为零B.乙

8、球速度为零,甲球速度不为零C.两球速度都不为零D.两球都以各自原来的速率反向运动答案AC解析上述分析知Ek甲=Ek乙,因为E=9mV=T=p所以动量22m2m为:p=12mE,因为rnm乙,所以有:pp乙。甲乙相向运动,故甲乙碰撞后总动量沿甲原来的方向,甲可能继续沿原来的方向运动,乙必弹回。所以乙的速度不可能为零,故A正确,B错误;因为碰撞后甲乙可能都沿甲原来的方向运动,故甲乙速度不为零,C正确;若碰撞后两球都以各自原来的速率反向运动,则违反了动量守恒定律,故D错误。10 .(多选)如图所示,小车AB放在光滑水平面上,A端固定一个轻弹簧,B端粘有油泥,AB总质量为M质量为m的木块C放在小车上,

9、用细绳连接于小车的A端并使弹簧压缩,开始时ABffiC都静止,当突然烧断细绳时,C被释放,使C离开弹簧向B端冲去,并跟B端油泥粘在一起,忽略一切摩擦,以下说法正确的是()A.弹簧伸长过程中C向右运动,同时AB也向右运动B. C与B碰前,C与AB的速率之比为M:mC. C与油泥粘在一起后,AB立即停止运动D. C与油泥粘在一起后,AB继续向右运动答案BC解析小车AB与木块C组成的系统在水平方向上动量守恒,C向右运动时,AB应向左运动,故A错误。设碰前C的速率为vi,AB的一.viM-、一,一速率为V2,则0=mvMv,得一=工故B正确。设C与油泥粘在一V2m起后,ABC的共同速度为v共,则0=(

10、M+n)v共,得v共=0,故C正确,D错误。二、真题与模拟11. 2015福建高考如图,两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动,滑块A的质量为my速度大小为2v0,方向向右,滑块B的质量为2项速度大小为v,方向向左,两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是()A.A和B都向左运动B.A和B都向右运动C.A静止,B向右运动D.A向左运动,B向右运动答案D解析选向右的方向为正方向,根据动量守恒定律得:2mv2mv=mv+2mv=0,选项A、B、C都不满足此式,只有选项D满足此式,所以D项正确。12. 2015北京高考实验观察到,静止在匀强磁场中A点的原子核发生B衰变,衰变产生的新核与电子恰在纸面内做

11、匀速圆周运动,运动方向和轨迹示意图如图所示,则()A.轨迹1是电子的,磁场方向垂直纸面向外B.轨迹2是电子的,磁场方向垂直纸面向外C.轨迹1是新核的,磁场方向垂直纸面向里D.轨迹2是新核的,磁场方向垂直纸面向里答案D解析(3衰变方程:AX-0e+A+1ZY,知电子电量较小。由动量守恒定律知两粒子动量大小相等。由=吗彳#入丫,故轨迹1是电qB子的,轨迹2是新核的。由左手定则知,D正确。13. 2014福建高考一枚火箭搭载着卫星以速率V。进入太空预定位置,由控制系统使箭体与卫星分离。已知前部分的卫星质量为m,后部分的箭体质量为m,分离后箭体以速率V2沿火箭原方向飞行,若忽略空气阻力及分离前后系统质

12、量的变化,则分离后卫星的速率V1为()m2C. Vo V2 mlD.Vo + m( Vo V2)B. V0 + V2A.VoV2答案D解析忽略空气阻力和质量损失,系统动量守恒,有(m+m)vom一”=mv2+mvi,解得vi=vo+m(voV2),D正确。14. 2014重庆高考一弹丸在飞行到距离地面5m高时仅有水平速度v=2m/s,爆炸成为甲、乙两块水平飞出,甲、乙的质量比为3:1。不计质量损失,取重力加速度g=1Om/s2,则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是()答案B解析设弹丸爆炸前质量为簿爆炸成甲、乙两块后质量比为3:1,可知m甲=3簿m乙=;m设爆炸后甲、乙的速度分别为v1、V2,爆44炸过程中甲、

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