2017届高三物理第07期好题速递分项解析汇编专题16碰撞与动量守恒选修3_5含解析.docx

专题16 碰撞与动量守恒一、选择题1.【山西省2017届高三下学期名校联考理科综合】 一质点在几个恒力作用下做匀速直线运动。现在某位置撤去一个与运动方向在同一直线上的恒力，且原来作用在质点上的其他力不发生改变。则A. 质点可能会再次经过此位置B. 质点在以后的运动中动量可能保持不变C. 质点在以后的运动中加速度可能不再恒定D. 质点在以后一段时间内的动量变化量的方向可能与原运动方向不在同一直线上【答案】A 2.【淮北市第一中学2017届高三下学期第三次周考】两球A、B在光滑水平面上沿同一直线，同一方向运动，mA=2kg，mB=3kg，vA=6m/s，vB=2m/s当A追上B并发生碰撞后，两球A、B速度的可能值是（）A. B. C. D. 【答案】B【解析】考虑实际情况，碰撞后A球速度不大于B球的速度，因而AD错误，BC满足；两球碰撞过程，系统不受外力，故碰撞过程系统总动量守恒，ABCD均满足；根据能量守恒定律，碰撞后的系统总动能应该小于或等于碰撞前的系统总动能，碰撞前总动能为42J，B选项碰撞后总动能为33J，C选项碰撞后总动能为75.75J，故C错误，B满足；故选B点睛：本题碰撞过程中动量守恒，同时要遵循能量守恒定律，不忘联系实际情况，即后面的球不会比前面的球运动的快.3.【2017年安徽省“江南十校”高三联考】如图所示，一个质量为m的物块A与另个质量为2m的物块曰发生正碰，碰后B物块刚好能落人正前方的沙坑中。假如碰撞过程中无机械能损失，已知物块B与地面间的动摩擦因数为0.1，与沙坑的距离为0.5m，g取10ms2物块可视为质点。则A碰撞前瞬间的A. 0. 5m/sB. 1. 0m/sC. 1. 5m/sD. 2. 0m/s【答案】C点睛：本题综合考查了动量守恒定律、能量守恒定律，要分析清楚物体的运动情况，把握隐含的相等条件要注意选取正方向。4.【2017年南平市普通高中毕业班适应性检测】如图所示，质量为M的长木板A静止在光滑的水平面上，有一质量为m的小滑块B以初速度v0从左侧滑上木板，且恰能滑离木板，滑块与木板间动摩擦因数为。下列说法中正确的是A. 若只增大v0，则滑块滑离木板过程中系统产生的热量增加B. 若只增大M，则滑块滑离木板过程中木板所受到的冲量减少C. 若只减小m，则滑块滑离木板时木板获得的速度减少D. 若只减小，则滑块滑离木板过程中滑块对地的位移减小【答案】BCD【解析】滑块滑离木板过程中系统产生的热量等于滑动摩擦力与相对位移的成积，因为相对位移没变，所以产生热量不变，故A错误；由极限法，当M很大时，长木板运动的位移xM会很小，滑块的位移等于xM+L很小，对滑块根据动能定理： ，可知滑块滑离木板时的速度v1很大，把长木板和小滑块看成一个系统，满足动量守恒：，可知长木板的动量变化比较小，所以若只增大M，则滑块滑离木板过程中木板所受到的冲量减少，故B正确；采用极限法：当m很小时，摩擦力也很小，m的动量变化很小，把长木板和小滑块看成一个系统，满足动量守恒，那么长木板的动量变化也很小，故C正确；当很小时，摩擦力也很小，长木板运动的位移xM会很小，滑块的位移等于xM+L也会很小，故D正确。所以BCD正确，A错误。5.【吉林省普通高中2017届高三毕业第三次调研】如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为M的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑连接，一个质量为m（mM）的小球从槽高h处开始自由下滑，下列说法正确的是A. 在以后的运动全过程中，小球和槽的水平方向动量始终保持某一确定值不变B. 在下滑过程中小球和槽之间的相互作用力始终不做功C. 全过程小球和槽、弹簧所组成的系统机械能守恒，且水平方向动量守恒D. 小球被弹簧反弹后，小球和槽的机械能守恒，但小球不能回到槽高h处【答案】D考点：机械能守恒定律、动量守恒定律【名师点睛】小球在槽上运动时，由于小球受重力，小球与弹簧接触相互作用时，小球受外力，故两物体组成的系统动量不守恒。全过程小球和槽、弹簧所组成的系统机械能守恒。若槽的速度大于球的速度，则两物体不会相遇；而若球速大于槽速，则由动量守恒可知，两物体会有向左的速度，小球不会回到最高点。6.【四川省广元市2017届高三第二次高考适应性统考】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后又共同滑行了一段距离以下说法正确的是 A在第二次做实验时，A、B碰撞前瞬间，A的速度为v0B. A、B碰撞前后瞬间，A的速度之比为54C. A、B碰撞前后，A、B组成的系统损失的机械能与碰撞前系统动能之比为725D. A与B碰撞后，A、B共同滑行的距离为【答案】BD 7.【合肥市第一中学2017届高三上学期第一次月考】A、B两球沿一直线运动并发生正碰，如图所示为两球碰撞前后的位移时间图像a、b分别为A、B两球碰前的位移时间图像，c为碰撞后两球共同运动的位移时间图像，若A球质量m=2kg，则由图可知下列结论正确的是AA、B碰撞前的总动量为3kgm/sB碰撞时A对B所施冲量为-4NsC碰撞前后A的动量变化为4kgm/sD碰撞中A、B两球组成的系中损失的动能为10J【答案】BCD考点：考查了动量的表达式及动量定理的直接应用 8.【湖北省黄冈市2017届高三3月份质量检测】一小球从水平地面上方无初速释放，与地面发生碰撞后反弹至速度为零，假设小球与地面碰撞没有机械能损失，运动时的空气阻力大小不变，下列说法正确的是A. 上升过程中小球动量改变量等于该过程中空气阻力的冲量B. 小球与地面碰撞过程中，地面对小球的冲量为零C. 下落过程中小球动能的改变量等于该过程中重力做的功D. 从释放到反弹至速度为零过程中小球克服空气阻力做的功等于重力做的功【答案】D二、非选择题1.【湖北省黄冈市2017届高三3月份质量检测】如图，带电量为q+210-3C、质量为m0.1kg的小球B静置于光滑的水平绝缘板右端，板的右侧空间有范围足够大的、方向水平向左、电场强度E103N/C的匀强电场与B球形状相同、质量为0.3kg的绝缘不带电小球A以初速度v010m/s向B运动，两球发生弹性碰撞后均逆着电场的方向进入电场，在电场中两球又发生多次弹性碰撞,已知每次碰撞时间极短，小球B的电量始终不变，取重力加速度g10m/s2求：（1）第一次碰撞后瞬间两小球的速度大小；（2）第二次碰撞前瞬间小球B的动能； （3）第三次碰撞的位置【答案】（1） 15m/s （2） 6.25J （3）20m 【解析】（1）第一次碰撞时， 两小球动量守恒，即3mv03mv1mv2 机械能守恒，即 解得碰后A的速度v15m/s，B的速度v215m/s （2）碰后AB两球进入电场，竖直方向二者相对静止均做自由落体运动；水平方向上，A做匀速运动，B做匀减速直线运动，其加速度大小aB20m/s2 设经过t时间两小球再次相碰，则有v1tv2taBt2 解得t1s 此时，B的水平速度为vxv2aBt5 m/s（负号表明方向向左）竖直速度为vygt10 m/s 故第二次碰前B的动能 下方yg（tt）220m 2.【湖南省衡阳市2017届高三第一次联考】如图甲所示，在高h=0.8m的水平平台上放置一质量为M= 0.9kg的小木块（视为质点），距平台右边缘d=2m. 一质量为m =0. lkg的子弹沿水平方向射入小木块并留在其中（作用时间极短），然后一起向右运动，在平台上运动的v2一x关系如图乙所示，最后小木块从平台边缘滑出并落在距平台右侧水平距离为s=1. 6m的地面上。g取10 m/s2,求： （1）小木块滑出平台时的速度； （2）子弹射入小木块前的速度； （3）子弹射入木块前至木块滑出平台时，系统所产生的内能。【答案】（1） （2） （3） 【解析】 3.【合肥市第一中学2017届高三上学期第一次月考】一右端带有小斜面的长木板P静止与光滑的水平地面上，长木板质量为2kg，如图所示，木板上表面的ab部分未粗糙的水平面，长度为2m，bc部分为一光滑斜面，ab和bc两部分通过长度可忽略的光滑圆弧连接，现有一质量为1kg的小滑块（可看做质点）以大小为3m/s的水平初速度从a点向左运动，在斜面上上升的最大高度为0.1m，返回后在到达a点前与长木板P相对静止，重力加速度为，求：（1）滑块在ab段受到的摩擦力f；（2）滑块最后距a点的距离s；【答案】（1）（2）考点：考查了动量守恒定律和能量守恒定律【名师点睛】两物体从开始到第一次到达共同速度过程中动量守恒，结合动量守恒定律和能量守恒定律求出木块在ab段受到的摩擦力木块返回与物体P第二次达到共同速度与第一次达到共同的速度相同，对全过程运用能量守恒定律求出木块最后距a点的距离s4.【山西省太原市2017届高三模拟考试】2016年10月19日，“ExoMars2016”火星探测着陆器“Schiaparelli”在火星表面实现软着陆。当着陆器的速度为470 m/s时，打开降落伞，经过40 s减速至70 m/s；在大约高地2 m的高度，速度降至1m/s。此时启动缓冲推进器，使其在2 m的高度短暂悬停后关闭推进器，着陆器自由下落至完全触地，设着陆器在竖直方向运动，从打开降落伞到启动推进器间可视为匀变速运动，关闭推进器后的自由下落中，不考虑大气阻力，已知火星表面低重力加速度为4 m/s2且不考虑其随高度的变化。（1）估算打开降落伞时着陆器离火星表面的高度。（2）若着陆器触地时不反弹经0.1 s静止，此过程中地面对着陆器的平均作用力是其重力的多少倍。【答案】（1）H=11047 m （2）F=11mg【解析】（1）设着路器匀减速过程中的加速度为a，在前40s的过程中：v1=v0+at1解得a=-10 m/s2着路器减速过程的总位移为xx=11045m打开降落伞时着路器距离火星表面的高度为H：H=x+2m=11047m（2）触地时着路器的速度为v3，开始自由下落时高度为h设着路器的质量为m，触地时地面对着路器的作用力大小为F：解得F=11mg 5.【榆林市2017届高考模拟第一次测试】如图所示，光滑的水平地面上有一木板，其左端放有一重物，右方有一竖直的墙。重物质量为木板质量的2倍，重物与木板间的动摩擦因数为拜。使木板与重物以共同的速度v0向右运动，某时刻木板与墙发生弹性碰撞，碰撞时间极短。求:木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间。（设木板足够长，重物始终在木板上。重力加速度为g）【答案】【点评】本题是一道考查动量守恒和匀变速直线运动规律的过程复杂的好题，正确分析出运动规律是关键6.【吉林省延边州2017届高三下学期复习质量检测】如图所示，质量m=1kg的滑块，以v0=5m/s的水平初速度滑上静止在光滑水平面的平板小车，若小车的质量M=4kg，平板车足够长，滑块在平板小车上滑移1s后相对小车静止。取g=10m/s2。求： （1）滑块与平板小车之间的动摩擦因数； （2）滑块相对小车静止时小车在地面上滑行的位移x及平板小车所需的最短长度L。【答案】（1） v1=1m/s =0.4 （2）x=0.5m L=2.5m 7.【内蒙古包头市2017届高三下学期第一次模拟考试】如图甲所示，质量为M=3.0kg的平板小车C静止在光滑的水平面上，在t=0时，两个质量均为1.0kg的小物体A和B同时从左右两端水平冲上小车，1.0s内它们的v-t图象如图乙所示，g取10m/s2。（1）试分析小车在1.0s内所做的运动，并说明理由？（2）要使A、B在整个运动过程中不会相碰，车的长度至少为多少？（3）假设A、B两物体在运动过程中不会相碰，试在图乙中画出A、B在t=1.0s-3.0s时间内的v-t图象，【答案】（1）静止 （2）4.8m （3）1.8s 8.【山东省日照市2017届高三下学期第一次模拟考试】如图所示，一质量m=1Kg的小物块（可视为质点），放置在质量M=4kg的长木板左侧，长木板放置在光滑的水平面上。初始时，长木板与物块一起以水平速度v0=2ms向左匀速运动。在长木板的左端上方固定着一障碍物A，当物块运动到障碍物A处时与A发生弹性碰撞（碰撞时间极短，无机械能损失），而长木板可继续向左运动。取重力加速度g=10ms2。（1）设长木板足够长，求物块与障碍物第一次碰撞后，物块与长木板所能获得的共同速率；（2）设长木板足够长，物块与障碍物第一次碰撞后，物块向右运动所能达到的最大距离是S=0.4m，求物块与长木板间的动摩擦因数以及此过程中长木板运动的加速度的大小；（3）要使物块不会从长木板上滑落，长木板至少应为多长?整个过程中物块与长木板系统产生的内能。【答案】（1）1.2m/s （2）1.25m/s2 （3）10J 9.【山西省2017届高三3月高考考前适应性测试】康乐棋是群众喜爱的运动之一。棋盘类似台球案，但仅四个底角留有小洞；棋子与中国象棋的棋子相似，可在棋盘上滑行。比赛时，用棋杆撞击母棋，母棋与目标棋子碰撞后，目标棋子进洞者获胜。置于水平面上的长方形棋盘abcd，ab =1.6m、bc=1.8m，ef为ab、dc中点的连线。某次比赛中，母棋A位于e点，目标棋子B位于ef上p点，且pf=0.6m。为使B经A碰撞后直接进洞，运动员沿适当方向用棋杆撞击母棋A，A获得v0=6m/s的水平速度后开始向棋盘边框bc滑动，被边框反弹后，沿直线运动到p处并与B发生弹性正碰，之后B沿pd直线向d角棋洞滑动。已知mA=mB=0.l0kg，棋子与棋盘间的动摩擦因数均为=0.2，A与棋盘边框碰撞后，平行边框的速度方向不变、垂直边框的速度反向，且速率均减小为碰撞前的。棋子碰撞前后均沿直线运动，将棋子视为质点，取g=10ms2。 (1)求A与棋盘边框碰撞后的速度。(2)若能到达棋洞上方且速率小于4m/s的棋子均可进洞，问B能否进入棋洞？【答案】(1),方向与bc夹角为=53 (2)棋子B可以落洞 解得：v4=0，设B能到达洞d，到达洞d时速度为，则：解得：，故棋子B可以