2018年高考物理一輪復(fù)習(xí)專題7.2碰撞與能量守恒高效演練

1、專題 7.2 碰撞與能量守恒（五）高效演練1.如圖所示，在光滑水平面上質(zhì)量分別為mA= 2 kg、nB= 4 kg，速率分別為VA=5 m/s、VB=2 m/s 的A B兩小球沿同一直線相向運(yùn)動(dòng)（）A. 它們碰撞前的總動(dòng)量是18 kg m/s,方向水平向右B. 它們碰撞后的總動(dòng)量是18 kg m/s,方向水平向左C. 它們碰撞前的總動(dòng)量是2kg m/s,方向水平向右D.它們碰撞后的總動(dòng)量是2kg m/s,方向水平向左【答案】C.【解析】它們碰撞前的總動(dòng)量是2 kg m/s,方向水平向右，A B相碰過程中動(dòng)量守恒，故它們碰撞后的總動(dòng)量也是2 kg m/s，方向水平向右，選項(xiàng)C 正確.2. 一枚火

2、箭搭載著衛(wèi)星以速率VO進(jìn)入太空預(yù)定位置，由控制系統(tǒng)使箭體與衛(wèi)星分離.已知前部分的衛(wèi)星質(zhì)量為m,后部分的箭體質(zhì)量為m,分離后箭體以速率V2沿火箭原方向飛行，若忽略空氣阻力及分離前后系統(tǒng)質(zhì)量的變化，則分離后衛(wèi)星的速率Vi為（）A. voV2mD.Vo+(VoV2)m【答案】D.【解析】由動(dòng)量守恒定律得（m+m）vo=mvi+mv2得vi=vo+（voV2）.m3.甲、乙兩球在水平光滑軌道上向同方向運(yùn)動(dòng)，已知它們的動(dòng)量分別是pi= 5 kg m/s,p2=7 kg m/s，甲從后面追上乙并發(fā)生碰撞，碰后乙球的動(dòng)量變?yōu)?0 kg m/s,則二球質(zhì)量m與m間的關(guān)系可能是下面的哪幾種（）A.m=mB. 2

3、m=mC.4m=mD.6m=m【答案】C.【解析】甲、Z兩球在刪過程中動(dòng)量守恒，所以有：円十朝三叫十戸/,即=円=2噸仙由于在碰撞過程 中，不可B.vo+V2mC. VoV2m-2 -能有其它形式的育圏專化為機(jī)械能只能是系統(tǒng)內(nèi)棚本間機(jī)械能相互鏤化或一韶分機(jī)械脅薜討七為 內(nèi)能，因毗系統(tǒng)的機(jī)械能不會(huì)増所臥肓茫+窘茫所以有：旳頭，因?yàn)轭}目給出物理情 景是甲從后面追上乙”，要符合這一物理情景，就必須有p ，即mvm；同時(shí)還要符合mm/-3 -PlP21碰撞后乙球的速度必須大于或等于甲球的速度這一物理情景，即V匕一，所以m因mm5此 C 選項(xiàng)正確.4.（多選）如圖，大小相同的擺球a和b的質(zhì)量分別為m和

4、3m擺長相同，擺動(dòng)周期相同，并排懸掛，平衡時(shí)兩球剛好接觸，現(xiàn)將擺球a向左拉開一小角度后釋放，若兩球的碰撞是彈性的，下列判斷正確的是（）A. 第一次碰撞后的瞬間，兩球的速度大小相等B. 第一次碰撞后的瞬間，兩球的動(dòng)量大小相等C. 第一次碰撞后，兩球的最大擺角不相同D. 發(fā)生第二次碰撞時(shí)，兩球在各自的平衡位置【答案】AD.【解析】兩球在碰撞前后，水平方向不受外力，故水平兩球組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律有：碩可見第一次碰撞后的瞬間，兩球的速度犬小相等選項(xiàng)A正確$因兩球質(zhì)量不相等故兩球碰后的動(dòng)量大 小不相等，選項(xiàng)B錯(cuò)$兩球碰后上擺過程機(jī)械能守恒，故上升的最大高度相等因揺長相等故兩球碰 后的最大擺

5、角相同，選項(xiàng)C錯(cuò)；兩球擺動(dòng)周期相同故經(jīng)半個(gè)周期后，兩球在平衡位置處發(fā)生第二次砸撞, 選項(xiàng)D正確5.（多選）在質(zhì)量為M的小車中掛有一單擺，擺球的質(zhì)量為m,小車和單擺以恒定的速度v沿光滑水平地面運(yùn)動(dòng)，與位于正對(duì)面的質(zhì)量為m的靜止木塊發(fā)生碰撞，碰撞的時(shí)間極短，在此碰撞過程中，下列哪些情況說法是可能發(fā)生的（）A.小車、木塊、擺球的速度都發(fā)生變化，分別變?yōu)関i、V2、V3,滿足（M+m）v=Mv+mv+mov3B.擺球的速度不變，小車和木塊的速度變化為Vi和V2,滿足Mv= Mv+m2C.擺球的速度不變，小車和木塊的速度都變?yōu)関i,滿足Mv=（ M+n）viD. 小車和擺球的速度都變?yōu)関i，木塊的速度變

6、為V2，滿足（阿mo）v= （ M+m）Vi+mv=呦+3咖；又兩球碰撞倉單性的故機(jī)械能守恒-4 -【答案】BC.【解析】在小車M和木塊發(fā)生碰撞的瞬間，擺球并沒有直接與木塊發(fā)生力的作用，它與小車一起以共同速度v勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，擺線沿豎直方向，擺線對(duì)球的拉力和球的重力都與速度方向垂直，因而擺球未受到水平力作用，球的速度不變，可以判定A、D 項(xiàng)錯(cuò)誤；小車和木塊碰撞-5 -過程，水平方向無外力作用，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，而題目對(duì)碰撞后，小車與木塊是否分開或連在一起，沒有加以說明，所以兩種情況都可能發(fā)生，即B、C 選項(xiàng)正確.6如圖所示，光滑水平面上的木板右端，有一根輕質(zhì)彈簧沿水平方向與木板相連，木板質(zhì)量M= 3.

7、0 kg，質(zhì)量mi= 1.0 kg 的鐵塊以水平速度Vo= 4.0 m/s，從木板的左端沿板面向右滑行，壓縮彈簧后又被彈回，最后恰好停在木板的左端，則在上述過程中彈簧具有的最大彈性勢能A. 4.0 JC. 3.0 J【答案】C.【解析】設(shè)鐵塊與木械速度相同時(shí)，共同速度大小為鐵塊相對(duì)木板向右運(yùn)動(dòng)B屯相對(duì)滑行的最大路程為 厶摩播力大小為丹，根能量守恒定律得鐵塊相對(duì)于木板向右運(yùn)動(dòng)過程鐵塊相對(duì)于木板運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程井W又根據(jù)系統(tǒng)動(dòng)量守恒可知攬 聯(lián)立得到：場二土QJ,故選 UVA= 2 m/s ,B物體繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)進(jìn)入半圓軌道且恰好通過最咼點(diǎn) D,已知兩物體的質(zhì)量mA=mB= 1 kg ,O點(diǎn)到半圓最低點(diǎn)

8、C的距離xoc= 0.25 m ,水平軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)卩=0.2，半圓軌道光滑無摩擦，求：炸藥的化學(xué)能E；(2)半圓弧的軌道半徑R.【答案】(1)1 J (2) R= 0.3 m根據(jù)系統(tǒng)能量守恒有:111O2(2m V0+E= mA+ mV，解得E= 1 J.2VD由于B物體恰好經(jīng)過最高點(diǎn)，故有mg= mB. 6.0 JD. 20 J7.A、B兩個(gè)物體粘在一起以V0= 3 m/s 的速度向右運(yùn)動(dòng)，物體中間有少量炸藥，經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)炸藥爆炸，假設(shè)所有的化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為A、B兩個(gè)物體的動(dòng)能且兩物體仍然在水平面上運(yùn)動(dòng),爆炸后A物體的速度依然向右，大小變?yōu)椤窘馕觥?1)A、B在爆炸前后動(dòng)量守恒，得2mv=

9、 mu+mB, 解得VB=4 m/s-6 -對(duì)O到D的過程根據(jù)動(dòng)能定理可得:口mg&mg-2R=并2mB聯(lián)立解得 R= 0.3 m.&冰球運(yùn)動(dòng)員甲的質(zhì)量為 80.0 kg.當(dāng)他以 5.0 m/s 的速度向前運(yùn)動(dòng)時(shí)， 與另一質(zhì)量為 100 kg、 速度為 3.0 m/s 的迎面而來的運(yùn)動(dòng)員乙相撞.碰后甲恰好靜止.假設(shè)碰撞時(shí)間極短，求：(1) 碰后乙的速度的大?。?2) 碰撞中總機(jī)械能的損失.【答案】(1)1.0 m/s (2)1 400 J【解析】殳運(yùn)動(dòng)員甲、乙的質(zhì)量分別為施也碰前速度丈小分別為衛(wèi)和VI,碰后乙的速度犬小為訥 由動(dòng)量守恒定律得代入數(shù)據(jù)得VLl.Om/s(2為殳碰撞過程中總機(jī)械能的

10、損失対AS,有扌 T *切)二抽豐AE聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得A=l WJ.9如圖，質(zhì)量分別為m、m的兩個(gè)彈性小球A、B靜止在地面上方，B球距地面的高度h= 0.8 mA球在B球的正上方.先將B球釋放，經(jīng)過一段時(shí)間后再將A球釋放.當(dāng)A球下落t= 0.3s 時(shí)，剛好與B球在地面上方的P點(diǎn)處相碰碰撞時(shí)間極短，碰后瞬間A球的速度恰為零已知m= 3m,重力加速度大小g= 10 m/s2，忽略空氣阻力及碰撞中的動(dòng)能損失.求：IAQ(1)B球第一次到達(dá)地面時(shí)的速度；P點(diǎn)距離地面的高度.【答案】(1)4 m/s (2)0.75 m【解析】(1)設(shè)B球第一次到達(dá)地面時(shí)的速度大小為VB，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有VB=2gh將h

11、= 0.8 m 代入上式，得VB=4 m/s 設(shè)兩球相碰前、后，A球的速度大小分別為V1和V1(V1= 0) , B 球的速度分別為V2和V2 由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可-7 -得V1=gt由于碰撞時(shí)間極短，重力的作用可決忽略，兩球相撞前、后的動(dòng)量守恒，總動(dòng)能保持不變.規(guī)定向下的方 向?yàn)檎衝uv十fflwv2=wiflnf設(shè)B球與地面相通后的速度大小為由運(yùn)動(dòng)學(xué)及碰撞的規(guī)律可得 設(shè)P點(diǎn)距地面的高度為也由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可得麻立式，并代入已知條件可得=0.75 m10.如圖所示，固定的圓弧軌道與水平面平滑連接，軌道與水平面均光滑，質(zhì)量為m的物塊B與輕質(zhì)彈簧拴接靜止在水平面上，彈簧右端固定質(zhì)量為3m的物塊A從圓弧軌

12、道上距離水平面高h(yuǎn)處由靜止釋放，與B碰撞后推著B一起運(yùn)動(dòng)但與B不粘連求：(1) 彈簧的最大彈性勢能；(2)A與B第一次分離后，物塊A沿圓弧面上升的最大高度.99【答案】(1) 4mgh神【解析】(1)A下滑與B碰撞前，根據(jù)機(jī)械能守恒得123mgh=2X3mvA與B碰撞，根據(jù)動(dòng)量守恒得 3mv= 4mv彈簧最短時(shí)彈性勢能最大，系統(tǒng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢能129根據(jù)能量守恒得&max= 2 X4mv=mgh(2)根據(jù)題意，A與B分離時(shí)A的速度大小為V21A與B分離后沿圓弧面上升到最高點(diǎn)的過程中，根據(jù)機(jī)械能守恒得3mgh= xmV9解得h= j6h11.如圖所示，質(zhì)量為M的平板車P高為h,質(zhì)量為m的小物塊Q的大小不計(jì)，位于平板車的左端，系統(tǒng)原來靜止在光滑水平地面上，一不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩長為R,端懸于Q正上方高為R處，另一端系一質(zhì)量為m的小球(大小不計(jì))今將小球拉至懸線與豎直位置成60角,-8 -由靜止釋放，小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)與Q的碰撞時(shí)間極短，且無機(jī)械能損失，已知Q離開平板車 時(shí)速度大小是平板車速度的兩倍，Q與P之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 卩，已知質(zhì)量 M：仆 4 : 1，重 力加速度為g,求：(1) 小物塊Q離開平板車時(shí)，二者速度各為多大？(2) 平板車P的長度為多少？(3) 小物塊Q落地時(shí)與小車的水