高考物理二轮复习100考点千题精练第十六章鸭部分专题163碰撞问题.docx
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高考物理二轮复习100考点千题精练第十六章鸭部分专题163碰撞问题
专题16.3碰撞问题
一.选择题
1..
(2018·桂林质检)如图所示,光滑水平面上有大小相同的A、B两个小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8kg·m/s,运动过程中两球发生碰撞,碰撞后A球的动量增量为-4kg·m/s,则()
A.右方为A球,碰撞后A、B两球的速度大小之比为2∶3
B.右方为A球,碰撞后A、B两球的速度大小之比为1∶6
C.左方为A球,碰撞后A、B两球的速度大小之比为2∶3
D.左方为A球,碰撞后A、B两球的速度大小之比为1∶6
【参考答案】C
2.(2018华大新高考联盟11月测评)光滑水平地面上有两个静止的小物块a和b,a的质量为m,b的质量M可以取不同的数值。
现使a以某一速度向b运动,此后a与b发生弹性碰撞,则
A.当M=m时,碰撞后b的速度最大
B.当M=m时,碰撞后b的动能最大
C.当M>m时,若M越小,碰撞后b的速度越小
D.当M 【参考答案】B 【名师解析】a与b发生弹性碰撞,由动量守恒定律,mv0=mv1+Mv2,由机械能守恒定律, mv02= mv12+ Mv22,联立解得: v1= v0,v2= v0.。 显然,当M→0时,b的速度最大,选项A错误;当M=m时,碰撞后a的速度为零,动能为零,b的动能最大,选项B正确;当M>m时,若M越小,碰撞后b的速度越大,选项C错误;当M b的动量Mv2= v0= v0,若M越大,碰撞后b的动量越大,选项D错误。 3.(2017四川成都石室中学三模)某校一学习小组为了研究路面状况与物体滑行距离之间的关系,做了模拟实验.他们用底部贴有轮胎材料的小物块A、B在冰面上做实验,A的质量是B的4倍.先使B静止,A在距B为L处,以速度v0滑向B.实验结果如下: 在第一次做实验时,A恰好未撞到B;在第二次做实验时,A、B仍相距L,A以速度2v0滑向静止的B,A撞到B后又一起滑行了一段距离后停止.以下说法正确的是 A.A、B碰撞前后瞬间,A的速度之比为5∶4 B.在第二次做实验时,A、B碰撞前瞬间,A的速度为v0 C.在第二次做实验时,A的初动能等于A、B系统克服摩擦力做的功 D.A与B碰撞后,A、B共同滑行的距离为 L 【参考答案】AD 二.计算题 1.(14分)如图所示,长木板B静止在光滑的水平面上,物块C放在长木板的右端,B的质量为4kg,C和木板间的动摩擦因数为0.2,C可以看成质点,长木板足够长.物块A在长木板的左侧以速度v0=8m/s向右运动并与长木板相碰,碰后A的速度为2m/s,方向不变,A的质量为2kg,g取10m/s2,求: (1)碰后一瞬间B的速度大小; (2)试分析要使A与B不会发生第二次碰撞,C的质量不能超过多大. 【名师解析】A与B碰撞过程动量守恒,根据动量守恒定律可求出碰后B的速度;AB碰后,B在C的摩擦力 作用下做减速运动,C做加速运动直到二者达到共同速度,若要AB不发生第二次碰撞,BC的共同速度须大于等于2m/s,对BC运动过程应用动量守恒定律可解出C的质量. (2)碰撞后C在B上相对B滑动,B做减速运动,设C与B相对静止时,B与C以共同速度v=2m/s运动时,A与B刚好不会发生第二次碰撞,这个运动过程C与B组成的系统动量守恒 则mBvB=(mB+mC)v(3分) 求得mC=2kg(3分) 因此要使A与B不会发生第二次碰撞,C的质量不超过2kg(2分) 2.(12分)如图,小球a、b用等长细线悬挂于同一固定点O.让球a静止下垂,将球b向右拉起,使细线水平.从静止释放球b,两球碰后粘在一起向左摆动,此后细线与竖直方向之间的最大偏角为60°.忽略空气阻力,求: (1)两球a、b的质量之比; (2)两球在碰撞过程中损失的机械能与球b在碰前的最大动能之比. 【答案】 (1)-1 (2)1- 【名师解析】 (1)设球b的质量为m2,细线长为L,球b下落至最低点,但未与球a相碰时的速率为v,由机械能守恒定律得 m2gL=m2v2① 式中g为重力加速度的大小.设球a的质量为m1,在两球碰后的瞬间,两球的共同速度为v′,以向左为正方向,由动量守恒定律得 m2v=(m1+m2)v′② 设两球共同向左运动到最高处时,细线与竖直方向的夹角为θ,由机械能守恒定律得 (m1+m2)v′2=(m1+m2)gL(1-cosθ)③ 联立①②③式得=-1④ 代入题给数据得=-1.⑤ 3.[2016·全国卷Ⅲ,35 (2)]如图,水平地面上有两个静止的小物块a和b,其连线与墙垂直;a和b相距l,b与墙之间也相距l;a的质量为m,b的质量为m。 两物块与地面间的动摩擦因数均相同。 现使a以初速度v0向右滑动。 此后a与b发生弹性碰撞,但b没有与墙发生碰撞。 重力加速度大小为g。 求物块与地面间的动摩擦因数满足的条件。 【答案】0≤μ<0 【名师解析】设物块与地面间的动摩擦因数为μ。 若要物块a、b能够发生碰撞,应有 mv>μmgl① 即μ<0② 联立④⑤式解得 v2′=v1⑥ 由题意,b没有与墙发生碰撞,由功能关系可知 ·mv2′2≤μ·gl⑦ 联立③⑥⑦式,可得 μ≥0⑧ 联立②⑧式,a与b发生碰撞、但没有与墙发生碰撞的条件 0≤μ<0⑨ 4.(2016·云南名校统考)如图所示,在水平光滑直导轨上,静止着三个质量为m=1kg的相同的小球A、B、C。 现让A球以v0=2m/s的速度向B球运动,A、B两球碰撞后粘在一起继续向右运动并与C球碰撞,C球的最终速度vC=1m/s。 问: (1)A、B两球与C球相碰前的共同速度多大? (2)两次碰撞过程中一共损失了多少动能? 【答案】 (1)1m/s (2)1.25J 5.(2016·新余市期末)如图所示,在倾角θ=30°、足够长的斜面上分别固定着相距L=0.2m的A、B两个物体,它们的质量为mA=1kg,mB=3kg,与斜面间动摩擦因数分别为μA=和μB=。 在t=0时刻同时撤去固定两物体的外力后,A物体沿斜面向下运动,并与B物体发生弹性碰撞(g=10m/s2)。 求: A与B第一次碰后瞬时B的速率? 【答案】0.5m/s 【名师解析】A物体沿斜面下滑时有mAgsinθ-μAmAgcosθ=mAaA 所以: aA=gsinθ-μAgcosθ aA=gsin30°-gcos30°=2.5m/s2 B物体沿斜面下滑时有mBgsinθ-μBmBgcosθ=mBaB 代入数据解得aB=0 可知,撤去固定A、B的外力后,物体B恰好静止于斜面上,物体A将沿斜面向下做匀加速直线运动。 6.(2016·景德镇市二检)如图所示,光滑平台上有两个刚性小球A和B,质量分别为2m和3m,小球A以速度v0向右运动并与静止的小球B发生碰撞(碰撞过程不损失机械能),小球B飞出平台后经时间t刚好掉入装有沙子向左运动的小车中,小车与沙子的总质量为m,速度为2v0,小车行驶的路面近似看做是光滑的,求: (1)碰撞后小球A和小球B的速度; (2)小球B掉入小车后的速度。 【答案】 (1)-v0,方向向左v0,方向向右 (2)v0,方向向右 【名师解析】 (1)A球与B球碰撞过程中系统动量守恒,以向右为正方向,有m1v0=m1v1+m2v2 碰撞过程中系统机械能守恒,有 m1v=m1v+m2v 可解得v1==-v0 v2==v0 即碰后A球向左,B球向右 (2)B球掉入沙车的过程中系统水平方向动量守恒,以向右为正方向,有m2v2+m3v3=(m2+m3)v3′ 解得v3′=v0水平向右 7.(10分)(2016湖南十三校联考)如图所示,一质量M=2kg的带有弧形轨道的平台置于足够长的水平轨道上,弧形轨道与水平轨道平滑连接,水平轨道上静置一小球B。 从弧形轨道上距离水平轨道高h=0.3m处由静止释放一质量mA=1kg的小球A,小球A沿轨道下滑后与小球B发生弹性正碰,碰后小球A被弹回,且恰好追不上平台。 已知所有接触面均光滑,重力加速度为g。 求小球B的质量。 【参考答案】3kg 【命题立意】本题旨在考查动量守恒和能量守恒 由AB碰撞遵循动量守恒定律得: 由能量守恒定律有: 联立解得: mB=3kg 【举一反三】如果B固定在水平轨道上,以上A能否出现追不上圆弧的现象? 8.(10分)(2016湖北八校联考)如图所示,质量为3kg的小车A以v0=4m/s的速度沿光滑水平面匀速运动,小车左端固定的支架通过不可伸长的轻绳悬挂质量为1kg的小球B(可看作质点),小球距离车面0.8m.某一时刻,小车与静止在水平面上的质量为1kg的物块C发生碰撞并粘连在一起(碰撞时间可忽略),此时轻绳突然断裂。 此后,小球刚好落入小车右端固定的砂桶中(小桶的尺寸可忽略),不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2.求: ①绳未断前小球与砂桶的水平距离。 ②小车系统的最终速度大小 ③整个系统损失的机械能 ②设系统最终速度为v2,由水平方向动量守恒: (mA+mB)v0=(mA+mB+mC)v2得: v2=3.2m/s(2分) ③由能量守恒得: △E=mBgH+ (mA+mB)v02- (mA+mB+mC)v22(2分) 解得: △E=14.4J(1分) 9.(黑龙江省大庆市第一中学2016届高三第三次模拟考试理科综合试题)(10分)如图所示,在光滑的水平面上,质量为4m、长为L的木板右端紧靠竖直墙壁,与墙壁不粘连.质量为m的小滑块(可视为质点)以水平速度v0滑上木板左端,滑到木板右端时速度恰好为零.现小滑块以水平速度v滑上木板左端,滑到木板右端时与竖直墙壁发生弹性碰撞,以原速率弹回,刚好能够滑到木板左端而不从木板上落下,求 的值. 【参考答案】3: 2 滑块与墙碰后至向左运动到木板左端,此时滑块、木板的共同速度为v2, 由动量守恒有: mv1=(m+4m)v2 由总能量守恒可得: fL= mv12- (m+4m)v22 上述四式联立,解得: 考点: 动量守恒定律及能量守恒定律 【名师点睛】本题是动量守恒定律与动能定理、能量守恒定律的综合运用,分析清楚物体的运动过程,把握物理规律是关键;同时解题时要准确把握好临界条件: 滑块与墙碰后至向左运动到木板左端,此时滑块、木板有共同速度。 10.(贵州省遵义航天高级中学2016届高三5月考前模拟(十一模)理科综合物理试题)(10分)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0.5m的1/4光滑圆轨道C静置于光滑水平轨道上,A、B、C质量分别为1.5kg、0.5kg、4kg。 现让A以6m/s的速度水平向右运动,之后与墙壁碰撞,碰撞时间为0.3s,碰后速度大小变为4m/s。 当A与B碰撞后会立即粘在一起运动,已知g=10m/s2,求: ①A与墙壁碰撞过程中,墙壁对小球平均作用力的大小; ②AB第一次滑上圆轨道所能到达的最大高度h。 【参考答案】①50N②0.3m 考点: 动量定理;动量守恒定律
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- 高考 物理 二轮 复习 100 考点 精练 第十六 部分 专题 163 碰撞 问题