2019届高考物理总复习第六章碰撞与动量守恒章末热点集训测试题.doc

第六章 碰撞与动量守恒章末热点集训动量定理的应用一艘帆船在湖面上顺风航行，在风力的推动下做速度为v04 m/s的匀速直线运动若该帆船在运动状态下突然失去风力的作用，则帆船在湖面上做匀减速直线运动，经过t8 s才可静止该帆船的帆面正对风的有效面积为S10 m2，帆船的总质量约为M936 kg.若帆船在航行过程中受到的阻力恒定不变，空气的密度为1.3 kg/m3，在匀速行驶状态下估算：(1)帆船受到风的推力F的大小；(2)风速的大小v.解析(1)风突然停止，帆船只受到阻力f的作用，做匀减速直线运动，设帆船的加速度为a，则a0.5 m/s2根据牛顿第二定律有fMa，所以f468 N则帆船匀速运动时，有Ff0，解得F468 N.(2)设在时间t内，正对着吹向帆面的空气的质量为m，根据动量定理有Ftm(v0v)又mS(vv0)t所以FtS(vv0)2t解得v10 m/s.答案(1)468 N(2)10 m/s1.皮球从某高度落到水平地板上，每弹跳一次上升的高度总等于前一次的0.64倍，且每次球与地板接触的时间相等若空气阻力不计，与地板碰撞时，皮球重力可忽略(1)求相邻两次球与地板碰撞的平均冲力大小之比是多少？(2)若用手拍这个球，使其保持在0.8 m的高度上下跳动，则每次应给球施加的冲量为多少？(已知球的质量m0.5 kg，g取10 m/s2)解析：(1)由题意可知，碰撞后的速度是碰撞前的0.8倍设皮球所处的初始高度为H，与地板第一次碰撞前瞬时速度大小为v0，第一次碰撞后瞬时速度大小(亦为第二次碰撞前瞬时速度大小)v1和第二次碰撞后瞬时速度大小v2满足v20.8v10.82v0.设两次碰撞中地板对球的平均冲力分别为F1、F2，取竖直向上为正方向根据动量定理，有F1tmv1(mv0)1.8mv0，F2tmv2(mv1)1.8mv11.44mv0，则F1F254.(2)欲使球跳起0.8 m，应使球由静止下落的高度为h m1.25 m，球由1.25 m落到0.8 m处的速度为v3 m/s，则应在0.8 m处给球的冲量为Imv1.5 Ns，方向竖直向下答案：见解析动量守恒定律的应用在光滑的水平面上，有a、b两球，其质量分别为ma、mb，两球在t0时刻发生正碰，并且在碰撞过程中无机械能损失，两球在碰撞前后的速度图象如图所示，下列关系正确的是()AmambBmambCmamb D无法判断解析由题图可知b球碰前静止，取a球碰前速度方向为正方向，设a球碰前速度为v0，碰后速度为v1，b球碰后速度为v2，两球碰撞过程中动量守恒，机械能守恒，则mav0mav1mbv2mavmavmbv联立得：v1 v0，v2 v0由a球碰撞前后速度方向相反，可知v10，即mamb，故B正确答案B2.如图所示，一辆质量为M3 kg的小车A静止在光滑的水平面上，小车上有一质量为m1 kg的光滑小球B，将一轻质弹簧压缩并锁定，此时弹簧的弹性势能为Ep6 J，小球与小车右壁距离为L，解除锁定，小球脱离弹簧后与小车右壁的油灰阻挡层碰撞并被粘住，求：(1)小球脱离弹簧时小球和小车各自的速度大小；(2)在整个过程中，小车移动的距离解析：(1)设小球脱离弹簧时小球和小车各自的速度大小分别为v1、v2，则mv1Mv20mvMvEp解得：v13 m/s，v21 m/s.(2)设小车移动x2距离，小球移动x1距离，整个过程中，根据平均动量守恒(人船模型)得mMx1x2L解得：x2.答案：(1)3 m/s1 m/s(2)动量和能量的综合问题如图所示，光滑水平面上，一半圆形槽B中间放一光滑小球A(可看成质点)，A、B质量均为2 kg.A、B共同以v06 m/s的速度向右运动，质量为4 kg的物体C静止在前方B与C碰撞后粘合在一起运动，求：(1)B、C碰撞后瞬间的速度大小；(2)在以后的运动过程中，A速度等于零时重力势能的增加量解析(1)设B、C碰撞后瞬间的速度为v1，根据水平方向动量守恒有mBv0(mBmC)v1解得v12 m/s.(2)设当A的速度为零时，B、C整体的速度为vBC，根据动量守恒定律有mAv0mBv0(mBmC)vBC解得vBC4 m/s重力势能的增加量EpmAv(mBmC)v(mBmC)v解得Ep0即当A的速度为零时，A处于B中最低点，重力势能增加量为零答案(1)2 m/s(2)03.(高考北京卷)如图所示，竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切，小滑块A和B分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点现将A无初速释放，A与B碰撞后结合为一个整体，并沿桌面滑动已知圆弧轨道光滑，半径R0.2 m；A和B的质量相等；A和B整体与桌面之间的动摩擦因数0.2.取重力加速度g10 m/s2.求：(1)碰撞前瞬间A的速率v；(2)碰撞后瞬间A和B整体的速率v；(3)A和B整体在桌面上滑动的距离l.解析：设滑块的质量为m.(1)根据机械能守恒定律mgRmv2得碰撞前瞬间A的速率v2 m/s.(2)根据动