高三物理二轮练习精品练习：15.1碰撞和动量守恒.docx

2019 高三物理二轮练习精品练习：15.1 碰撞和动量守恒1. 如下图，小车与木箱紧挨着静止在光滑的水平冰面上， 现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱， 关于上述过程， 以下说法中正确的选项是 ()A、男孩和木箱组成的系统动量守恒B、小车与木箱组成的系统动量守恒C、男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒D、木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同解析当男孩、小车与木箱看做整体时水平方向所受的合外力才为零，所以选项 C正确、答案 C2. 如下图所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上， 木箱内粗糙的底板上放着一个小木块、 木箱和小木块都具有一定的质量、 现使木箱获得一个向右的初速度 v0 ，那么 ()A、小木块和木箱最终都将静止B、小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动C、小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动D、如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，那么二者将一起向左运动解析木箱和小木块组成的系统，所受合外力为零， 故系统动量守恒、系统初动量向右， 故小木块相对木箱静止后， 系统总动量也向右，故 B 项正确， A、D 项错误；而由于小木块与木箱间的摩擦，系统的机械能不断减少， C项错、答案 B3、如下图为中国队员投掷冰壶的镜头、在某次投掷中，冰壶运动一段时间后以 0.4m/s 的速度与对方的静止冰壶发生正碰，碰后对方的冰壶以 0.3m/s 的速度向前滑行、假设两冰壶质量相等，规定向前运动方向为正方向，那么碰后中国队冰壶的速度为 ()A、0.1m/sB、 0.1m/sC、0.7m/sD、 0.7m/s解析根据动量守恒定律， 0.4m0.3 mmv，得中国队冰壶的速度v0.1m/s ，A 选项正确、答案 A4、科学家试图模拟宇宙大爆炸初的情境，他们使两个带正电的不同重离子加速后， 沿同一条直线相向运动而发生猛烈碰撞、 为了使碰撞前的动能尽可能多地转化为内能， 关键是设法使这两个重离子在碰撞前的瞬间具有相同大小的 ()A、速率B、质量C、动量D、动能解析尽量减小碰后粒子的动能， 才能增大内能， 所以设法使这两个重离子在碰撞前的瞬间合动量为零，即具有相同大小的动量、答案 C5、质量相等的 A、B 两球在光滑水平面上沿同一直线， 同一方向运动， A 球的动量是 7kgm/s，B 球的动量是 5kgm/s. 当 A 球追上B球时发生碰撞，那么碰撞后 A、B 两球的动量可能值是 ()A、pA6kgm/s，pB6kgm/sB、pA3kgm/s，pBkgm/sC、pA 2kgm/s，pB14kgm/sD、pA 4kgm/s，pB17kgm/s验证， A、B、C 三种解析从碰撞后动量守恒p p p p1212情况皆有可能；从碰撞前后总动能的变化看， 总动能只有守恒或减少，222p2ppp2121由2m得知，只有 A 可能、2m2m答案 A6. 如下图，光滑水平面上有质量均为 m的物块 A 和 B，B 上固定一轻弹簧， B 静止， A 以速度 v0 水平向右运动，通过弹簧与 B 发生作用、作用过程中，弹簧获得的最大弹性势能 Ep 为()1122A. 16mvB. 8mv001122C.4mvD.2mv00解析 A、B 速度相等时弹簧的弹性势能最大，由动量守恒mv01112222mv，弹性势能的最大值 E 2mv22mv4mv.p00答案 CM，物体上有一光滑7. 如下图所示，在光滑的水平面上有一物体的半圆弧轨道，最低点为C，两端 A、B 一样高、现让小滑块m从 A点静止下滑，那么 ()A、m不能到达小车上的B 点B、m从 A 到 C的过程中 M向左运动， m从 C到 B 的过程中 M向右运动C、m从 A 到 B 的过程中小车一直向左运动， m到达 B 的瞬间， M 速度为零D、M与 m组成的系统机械能守恒，水平方向动量守恒解析因系统水平方向不受外力， 所以系统水平方向动量守恒， 由于两个物体相互作用过程中， 只有动能和重力势能发生转化， 所以系统机械能守恒， m能到达小车上的 B 点、答案 CD8、质量为 m的小球 A，在光滑的水平面上以速度v0 与质量为 2m1的静止小球 B 发生正碰，碰撞后 A 球的动能恰变为原来的9，那么 B球的速度大小可能是 ()12A. 3v0B. 3v048C.9v0D.9v0解析依题意，碰后121121A 的动能满足 2mvA9 2mv0得 vA 3v0 ，代112入动量守恒定律得mv0 m3v02mvB，解得 vB3v0 或 vB3v0 .答案 AB19. 右端带有 4光滑圆弧轨道质量为 M 的小车静置于光滑水平面上，如下图、一质量为 m 的小球以速度 v0 水平冲上小车，关于小球此后的运动情况，以下说法正确的选项是 ()A、小球可能从圆弧轨道上端抛出而不再回到小车B、小球可能离开小车水平向左做平抛运动C、小球可能离开小车做自由落体运动D、小球可能离开小车水平向右做平抛运动解析当小球到达光滑轨道最高点处二者具有共同的水平速度， 因此不可能从圆弧轨道上端抛出而不回到小车， A 错；当小球再次回到111小车左端时，由动量、能量守恒222mvmvMv，2mv2mv2Mv，012012mM2m可得 v v ，v v . 那么当 mM时， v 0，小球离开小车1mM02Mm01时做自由落体运动， 当 m<M，v1<0，即小球向左做平抛运动离开小车；当 m>M，v1>0，即小球向右做平抛运动离开小车， B、C、D都对、答案 BCD10. 如下图所示，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，弹簧复原过程中 B 与 A 分开且沿原曲面上升、以下说法正确的选项是()A、弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mghmghB、弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为2hC、B 能达到的最大高度为 2hD、B 能达到的最大高度为 4解析根据机械能守恒定律可得B刚到达水平面的速度v02gh，1根据动量守恒定律可得A 与 B 碰撞后的速度为v2v0，所以弹簧被压112缩时所具有的最大弹性势能为 Epm 22mv2mgh，即 B 正确；当弹簧再次恢复原长时， A 与 B 将分开， B 以速度 v 沿斜面上滑，根据机1h2械能守恒定律可得mgh 2mv，B 能达到的最大高度为 4，即 D正确、答案 BD【三】非选择题311、如下图，滑块 A、C质量均为 m，滑块 B 质量为 2m. 开始时 A、B分别以 v1、v2 的速度沿光滑水平轨道向固定在右侧的挡板运动，现将 C无初速地放在 A上，并与 A 粘合不再分开，此时 A 与 B 相距较近， B 与挡板相距足够远、假设 B 与挡板碰撞将以原速率反弹， A 与 B 碰撞将粘合在一起、为使 B 能与挡板碰撞两次， v1、v2 应满足什么关系？解析设向右为正方向， A 与 C粘合在一起的共同速度为 v，由动量守恒定律得mv12mv为保证 B 碰挡板前 A 未能追上 B，应满足v v2设 A 与 B 碰后的共同速度为v3，由动量守恒定律得372mv 2mv22mv3为使 B 能与挡板再次碰撞应满足v3>0联立式得121、5v2<v12v2 或2v1v2<3v1.12答案 1.5V 2<v12v2 或2v1v2<3v112、如下图所示，小球 A 系在细线的一端，线的另一端固定在 O 点，O点到水平面的距离为 h. 物块 B 质量是小球的 5 倍，置于粗糙的水平面上且位于 O点正下方，物块与水平面间的动摩擦因数为 . 再拉动小球使线水平伸直， 小球由静止开始释放， 运动到最低点时与物块发生正碰 ( 碰撞时间极短 ) ，反弹后上升至最高点时到水平面的距离h为 16. 小球与物块均视为质点，不计空气阻力，重力加速度为 g，求物块在水平面上滑行的时间 t .解析设小球的质量为 m，运动到最低点与物块碰撞前的速度大小为 v1，取小球运动到最低点重力势能为零， 根据机械能守恒定律， 有12mgh2mv1得 v1 2gh设碰撞后小球反弹的速度大小为v1，同理有h 1mg mv21621得 v gh81设碰后物块的速度大小为 v2，取水平向右为正方向， 根据动量守恒定律，有mv1 mv15mv2gh得 v28物块在水平面上滑行所受摩擦力的大小F5mg设物块在水平面上滑行的时间为 t ，根据动量定理，有Ft 05mv22gh得 t 4g .2gh答案 4g