高中物理 第1讲 碰撞与动量守恒实验：验证动量守恒定律高考快乐体验 选修3-5

用心 爱心 专心1 第第 1 1 讲讲 碰撞与动量守恒碰撞与动量守恒 实验 验证动量守恒定律实验 验证动量守恒定律 1 2010 福建卷 29 2 如图 1 1 18 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 则 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 则二者将一起向左运动 解析 系统不受外力 系统动量守恒 最终两个物体以相同的速度一起向右运动 B 正 确 答案 B 2 2011 上海单科 22A 光滑水平面上两小球a b用不可伸长的松弛细绳相连 开始时 a球静止 b球以一定速度运动直至绳被拉紧 然后两球一起运动 在此过程中两球的 总动量 填 守恒 或 不守恒 机械能 填 守恒 或 不守恒 解析 动量守恒的条件是系统不受外力或所受外力之和为零 与系统的内力无关 机械 能 守恒的条件除了重力之外无其他外力做功只是系统机械能守恒的必要条件 还要系统内 力 做功之和为零 而本情景中在细绳绷直的瞬间有内力做功 将部分机械能转化为内能 故 机械能不守恒 答案 守恒 不守恒 3 2011 福建理综 29 2 在光滑水平面上 一质量为m 速度大小为v的A球与质量 为 2m静止的B球碰撞后 A球的速度方向与碰撞前相反 则碰撞后B球的速度大小可 能是 填选项前的字母 A 0 6v B 0 4v 图 1 1 18 用心 爱心 专心2 C 0 3v D 0 2v 解析 根据动量守恒定律得 mv 2mvB mvA化简可得 vA 2vB v 因vA 0 所以vB v 2 故只有 A 项正确 答案 A 4 2011 全国 卷 20 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 1 1 19 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 A mv2 B v2 1 2 1 2 mM m M C N mgL D N mgL 1 2 解析 由于水平面光滑 一方面 箱子和物块组成的系统动量守恒 二者经多次碰撞后 保持相对静止 易判断二者具有向右的共同速度v 根据动量守恒定律有mv M m v 系统损失的动能为 Ek mv2 M m v 2知 B 正确 另一方面 系统损失的 1 2 1 2 动能可由Q Ek 且Q mg s相对 由于小物块从中间向右出发 最终又回到箱子 正中 间 其间共发生N次碰撞 则S相对 NL 则 D 选项也正确 答案 BD 5 2011 山东理综 38 2 如图 1 1 20 所示 甲 乙两船的总质量 包括船 人和货 物 分别为 10m 12m 两船沿同一直线同一方向运动 速度分别为 2v0 v0 为避免两船 相撞 乙船 上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船 甲船上的人将货物接住 求抛出货物的最小速度 不计水的阻力 图 1 1 19 用心 爱心 专心3 图 1 1 20 解析 设乙船上的人抛出货物的最小速度大小为vmin 抛出货物后船的速度为v1 甲船 上 的人接到货物后船的速度为v2 由动量守恒定律得 12m v0 11m v1 m vmin 10m 2v0 m vmin 11m v2 为避免两船相撞应满足v1 v2 联立 式得vmin 4v0 答案 4v0 6 2011 课标 35 2 如 1 1 21 所示 A B C三个木块 的质量均为m 置于光滑的水平桌面上 B C之间有一轻质 弹簧 弹簧的两端与木块接触而不固连 将弹簧压紧到不 能再压缩时用细线把B和C紧连 使弹簧不能伸展 以至于B C可视为一个整体 现 A以初速v0沿B C的连线方向朝B运动 与B相碰并粘合在一起 以后细线突然断开 弹簧伸展 从而使C与A B分离 已 知C离开弹簧后的速度恰为v0 求弹簧释放的势能 解析 设碰后A B和C的共同速度的大小为v 由动量守恒得 3mv mv0 设C离开弹簧时 A B的速度大小为v1 由动量守恒得 3mv 2mv1 mv0 设弹簧的弹性势能为Ep 从细线断开到C