（浙江专版）2019届高考物理一轮复习 第13章 动量守恒定律近代物理 2 第二节 动量守恒定律 碰撞 爆炸 反冲课后达标能力提升 新人教版.doc

2 第二节 动量守恒定律 碰撞 爆炸 反冲(建议用时：60分钟)一、选择题1有一个质量为3m的爆竹斜向上抛出，到达最高点时速度大小为v0、方向水平向东，在最高点爆炸成质量不等的两块，其中一块质量为2m，速度大小为v，方向水平向东，则另一块的速度是()a3v0vb2v03vc3v02v d2v0v解析：选c在最高点水平方向动量守恒，由动量守恒定律可知，3mv02mvmv，可得另一块的速度为v3v02v，对比各选项可知，答案选c2一枚火箭搭载着卫星以速率v0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m1，后部分的箭体质量为m2，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量的变化，则分离后卫星的速率v1为()av0v2 bv0v2cv0v2 dv0(v0v2)解析：选d对火箭和卫星由动量守恒定律得(m1m2)v0m2v2m1v1，解得v1v0(v0v2)3将静置在地面上，质量为m(含燃料)的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是()a v0 b v0c v0 d v0解析：选d应用动量守恒定律解决本题，注意火箭模型质量的变化取向下为正方向，由动量守恒定律可得：0mv0(mm)v故v，选项d正确4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()amamb bmambcmamb d无法判断解析：选b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5一中子与一质量数为a (a1)的原子核发生弹性正碰若碰前原子核静止，则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为()a bc d解析：选a设中子的质量为m，则被碰原子核的质量为am，两者发生弹性碰撞，据动量守恒，有mv0mv1amv，据动能守恒，有mvmvamv2解以上两式得v1v0若只考虑速度大小，则中子的速率为v1v0，故中子碰撞前、后速率之比为6如图所示，一质量m30 kg的长方形木板b放在光滑水平地面上，在其右端放一个质量m10 kg的小木块a，同时给a和b以大小均为40 m/s，方向相反的初速度，使a开始向左运动，b开始向右运动，a始终没有滑离b板，在小木块a做加速运动的时间内，木板速度大小可能是()a21 m/sb24 m/sc28 m/s d30 m/s解析：选ab以a、b组成的系统为研究对象，系统动量守恒，取水平向右方向为正方向，从a开始运动到a的速度为零过程中，由动量守恒定律得：(mm)v0mvb1，代入数据解得：vb1267 m/s，当从开始到a、b速度相同的过程中，取水平向右方向为正方向，由动量守恒定律得：(mm)v0(mm)vb2，代入数据解得：vb22 m/s，则在木块a正在做加速运动的时间内b的速度范围为：2 m/svb267 m/s，故选项a、b正确7如图所示，光滑水平面上有大小相同的a、b两球在同一直线上运动两球质量关系为mb2ma，规定向右为正方向，a、b两球的动量均为6 kgm/s，运动中两球发生碰撞，碰撞后a球的动量增量为4 kgm/s，则()a该碰撞为弹性碰撞b该碰撞为非弹性碰撞c左方是a球，碰撞后a、b两球速度大小之比为25d右方是a球，碰撞后a、b两球速度大小之比为110解析：选ac由mb2ma，papb知碰前vbva，若右方为a球，由于碰前动量都为6 kgm/s，即都向右运动，两球不可能相碰；若左方为a球，设碰后二者速度分别为va、vb，由题意知pamava2 kgm/s，pbmbvb10 kgm/s，解得碰撞后a球动量变为2 kgm/s，b球动量变为10 kgm/s，又mb2ma，由计算可知碰撞前后a、b两球动能之和不变，即该碰撞为弹性碰撞，选项a、c正确8质量为m、内壁间距为l的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为m的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为初始时小物块停在箱子正中间，如图所示现给小物块一水平向右的初速度v，小物块与箱壁碰撞n次后恰又回到箱子正中间，并与箱子保持相对静止设碰撞都是弹性的，则整个过程中，系统损失的动能为()amv2 bv2cnmgl dnmgl解析：选bd设系统损失的动能为e，根据题意可知，整个过程中小物块和箱子构成的系统满足动量守恒和能量守恒，则有mv(mm)vt(式)、mv2(mm)ve(式)，由联立解得ev2，可知选项a错误、b正确；又由于小物块与箱壁碰撞为弹性碰撞，则损耗的能量全部用于摩擦生热，即enmgl，选项c错误、d正确二、非选择题9在核反应堆中用石墨做慢化剂使中子减速，中子以一定速度与静止的碳核发生正碰，碰后中子反向弹回，此时碳核的动量_中子的动量；碰后中子的速率_碰前中子的速率(均填“大于”“等于”或“小于”)解析：设中子和碳核的质量分别为m和m，中子的初速度为v0，碰后中子的速度为v1，碳核的速度为v2，根据动量守恒定律有mv0mv1mv2，所以mv2m(v0v1)，可见碳核的动量大于中子的动量；由能量守恒定律可知mvmvmv，碰后中子的动能一部分转化为碳核的动能，故碰后中子的速率小于碰前中子的速率答案：见解析10如图，三个质量相同的滑块a、b、c，间隔相等地静置于同一水平直轨道上现给滑块a向右的初速度v0，一段时间后a与b发生碰撞，碰后a、b分别以v0、v0的速度向右运动，b再与c发生碰撞，碰后b、c粘在一起向右运动滑块a、b与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值两次碰撞时间均极短求b、c碰后瞬间共同速度的大小解析：设滑块质量为m，a与b碰撞前a的速度为va，由题意知，碰撞后a的速度vav0，b的速度vbv0，由动量守恒定律得mvamvamvb设碰撞前a克服轨道阻力所做的功为wa，由能量守恒定律得wamvmv设b与c碰撞前b的速度为vb，b克服轨道阻力所做的功为wb，由能量守恒定律得wbmvmv据题意可知wawb设b、c碰撞后瞬间共同速度的大小为v，由动量守恒定律得mvb2mv联立式，代入数据得vv0答案：v011如图所示，一质量m2 kg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h03 m处由静止释放一质量ma1 kg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(取重力加速度g10 m/s2)解析：设小球a下滑到水平轨道上时的速度大小为v1，平台水平速度大小为v，由动量守恒定律有0mav1mv由能量守恒定律有maghmavmv2联立解得v12 m/s，v1 m/s小球a、b碰后运动方向相反，设小球a、b的速度大小分别为v1和v2由于碰后小球a被弹回，且恰好追不上平台，则此时小球a的速度等于平台的速度，有v11 m/s由动量守恒定律得mav1mav1mbv2由能量守恒定律有mavmavmbv联立上式解得mb3 kg答案：3 kg12如图，质量分别为ma、mb的两个弹性小球a、b静止在地面上方，b球距地面的高度h08 m，a球在b球的正上方先将b球释放，经过一段时间后再将a球释放当a球下落t03 s时，刚好与b球在地面上方的p点处相碰碰撞时间极短，碰后瞬间a球的速度恰好为零已知mb3ma，重力加速度大小g10 m/s2，忽略空气阻力及碰撞中的动能损失求：(1)b球第一次到达地面时的速度；(2)p点距离地面的高度解析：(1)设b球第一次到达地面时的速度大小为vb，由运动学公式有vb将h08 m代入上式，得vb4 m/s(2)设两球相碰前后，a球的速度大小分别为v1和v1(v10)，b球的速度分别为v2和v2