(浙江选考)2020版高考物理总复习练习：第十二章2第2节动量守恒定律碰撞爆炸反冲练习(含解析)

1、-1 -动量守恒定律 碰撞爆炸反冲【随堂检测】1一弹丸在飞行到距离地面 5 m 高时仅有水平速度v= 2 m/s,爆炸成为甲、乙两块水平 飞出，甲、乙的质量比为 3： 1，不计质量损失，取重力加速度g= 10 m/s2.则下列图中两块弹 片飞行的轨迹可能正确的是（）解析：选 B.弹丸爆炸瞬间爆炸力远大于外力，故爆炸瞬间动量守恒因两弹片均水平飞丿 2hx出，飞行时间t=-g-= 1 s，取向右为正，由水平速度v= 知，选项 A 中，v甲=2.5 m/s,v乙=0.5 m/s ;选项 B 中，v甲=2.5 m/s,v乙=0.5 m/s;选项 C 中，v甲=1 m/s,v乙=2 m/s;选项 D 中

2、，v甲=1 m/s ,v乙=2 m/s.因爆炸瞬间动量守恒，故mv= m甲v甲+m乙v乙，其中m31甲=4m口乙=4m v= 2 m/s，代入数值计算知选项B 正确.2. （2019 金华质检）如图所示，游乐场上，两位同学各驾着一辆碰碰车迎面相撞，此后,两车以共同的速度运动；设甲同学和他的车的总质量为150 kg，碰撞前向右运动，速度的大小为 4.5 m/s ,乙同学和他的车的总质量为200 kg,碰撞前向左运动，速度的大小为 4.25 m/s,则碰撞后两车共同的运动速度为（取向右为正方向）（）-2 -A. 1 m/sC. 1 m/s解析：选 D.两车碰撞过程动量守恒mv1mv2=mv1mv2

3、150 X4.5200X屮乙B. 0.5 m/sm/s = 0.5 m/sD. 0.5 m/s，故 D 正确.-3 -3.(2019 绍兴联考)如图所示，两小车A B置于光滑水平面L叫H上，质量分别为m和 2m一轻质弹簧两端分别固定在两小车上，开始时弹簧处于拉伸状态， 用手固定两小车现在先释放小车B,当小车B的速度大小为 3v时，再释放小车A,此时弹簧仍处于拉伸状态；当小车A的速度大小为v时，弹簧刚好恢复原长自始至终弹簧都未超出弹性限度.求：(1) 弹簧刚恢复原长时，小车B的速度大小；(2) 两小车相距最近时，小车A的速度大小；(3) 求两小车相距最近时，弹簧弹性势能大小.解析：(1)设弹簧刚

4、恢复原长时，小车B速度为 VB,以A B两车和弹簧为研究对象，小车B速度为 3v开始到小车A速度为v过程，此系统动量守恒，列方程有：2m- 3v= 2m-VB+m( v)解得VB=3.5v;(2) 两小车相距最近时速度相同，由动量守恒定律有：2nK3v= (2 mn)VA解得VA=2v;(3) 从弹簧刚恢复原长到两小车相距最近过程用能量守恒定律有121212E弹=2mB+ mv3m- VA答案：(1)3.5v(2)2v4 .如图所示，光滑水平面AB与粗糙斜面BC在B处通过圆弧衔接，质量M= 0.3 kg 的小木块静止在水平面上的A点.现有一质量m=0.2 kg 的子弹以vo= 20 m/s 的

5、初速度水平射入木块(但未穿出)，它们一起沿AB运动，并冲上BC已知木块与斜面间的动摩擦因数卩=0.5 ,(1) 子弹射入木块后的共同速度的大小；(2) 子弹和木块能冲上斜面的最大高度.解析：(1)子弹射入木块的过程中，子弹与木块系统动量守恒，设向右为正方向，共同速 度为v，则mv)= ( m M)V,代入数据解得v= 8 m/s.解得E27弹=mv.4斜面倾角0= 45,重力加速度-4 -(2)子弹与木块以v的初速度冲上斜面，到达最大高度时，瞬时速度为零，子弹和木块在-5 -斜面上受到的支持力N=（附m）geos0，受到的摩擦力f=卩N=卩（M+m geos0.对冲上斜面的过程应用动能定理，设

6、最大高度为h,亠h12有（阿n）gh-fsin0= 0 2（M+ m）v,联立并代入数据，解得h-2.13 m.答案：（1）8 m/s （2）2.13 m5 两滑块a、b沿水平面上同一条直线运动，并发生碰撞；碰撞后两者粘在一起运动；经过一段时间后，从光滑路段进入粗糙路段.两者的位置x随时间t变化的图象如图所示.（1）滑块a、b的质量之比；（2）整个运动过程中，两滑块克服摩擦力做的功与因碰撞而损失的机械能之比.解析：（1）设a、b的质量分别为m、m,a、b碰撞前的速度为V1、V2.由题给图象得V1= 2 m/sV2= 1 m/sa、b发生完全非弹性碰撞，碰撞后两滑块的共同速度为v.由题给图象得2

7、v= - m/s由动量守恒定律得mv1+ im/2=（m+m）v联立式得m:m= 1 : 8.由能量守恒得，两滑块因碰撞而损失的机械能为121212 E= 2mv1+ mvz 2（m+m）v由图象可知，两滑块最后停止运动.由动能定理得，两滑块克服摩擦力所做的功为12W= 2（m+m）v联立式，并代入题给数据得求:jr/in-6 -W：E= 1 : 2.答案：（1）1：8（2）1：2-7 -、不定项选择题1. （2019 嘉兴质检）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,那么此过程中产生的内能可能为A.16 JC. 6 J答案：A气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大

8、小是MB.vom答案：D4. （2019 金华质检）两球A、B在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，m= 1 kg ,m= 2 kg、VA=6 m/s、VB=2 m/s.当A追上B并发生碰撞后，两球A、B速 度 的 可 能 值 是（A.vA=5 m/s ,vB=2.5 m/sB.vA=2 m/s ,vB=4 m/sC.vA=4 m/s ,vB=7 m/sD.vA=7 m/s ,vB=1.5 m/s解析：选 B.虽然题中四个选项均满足动量守恒定律，但A、D 两项中，碰后A的速度vA大于B的速度vB,必然要发生第二次碰撞，不符合实际；C 项中，两球碰后的总动能E =1212112-mA+gmvB

9、=57 J，大于碰前的总动能E1）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（）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mv=mv+Amv，据动能守恒，有*mV=2AEV :解以上两式得 v=帛他6.（2019 温州质检）如图所示，放在光滑水平桌面上的两个木块A B中间夹一被压缩的弹簧，当弹簧被放开时，它们各自在桌面上滑行一段距离后飞离桌面落在地上.A的落地点与桌边的水平距离为 0.5 m ,B的落地点与桌边的水平距离为 1 m,那么（）4nA.A B离开弹簧时的速度之比为 1：2B.A B质量之比为 2：1C. 未离开弹

10、簧时，A B所受冲量之比为 1：2D. 未离开弹簧时，A B加速度之比为 1：2解析：选 ABDA B组成的系统在水平方向上不受外力，动量守恒，A B两物体的落地点到桌边的距离x=Vot，因为两物体的落地时间相等，所以Vo与X成正比，故 VA: VB=1 : 2,即A B离开弹簧时的速度之比由动量守恒定律可知，mA：m= 2 : 1.未离开弹簧时，A B受到的弹力相等，作用时间相同，冲量大小也相同.未离开弹簧时，F相等，m不同，加速度a=m与质量成反比，故aA：aB= 1 : 2,故 A、B D 正确，C 错误.7 对下列几种物理现象的解释，正确的是（）A. 击钉时，不用橡皮锤仅仅是因为橡皮锤

11、太轻B. 跳远时，在沙坑里填沙，是为了减小冲量C. 易碎品运输时，要用柔软材料包装，船舷常常悬挂旧轮胎，都是为了延长作用时间以 减小作用力D. 在车内推车推不动，是因为合外力冲量为零A.A+ 1AB.A- 1A+ 1C.4A(A+ 1)2D.(A+ 1)(A-1)22若只考虑速度大小，则中子的速率为A1A+ 1Vo,故中子碰撞前、后速率之比为A+1A1.-10 -解析：选 CD.击钉时，不用橡皮锤是因为橡皮锤与钉子的作用时间长；跳远时，在沙坑里 填沙，是为了延长人与地的接触时间，所以A、B 错误；据动量定理Ft=Ap知，当p相-11 -同时，作用时间越长，作用力越小，故C 项正确；车能否移动或

12、运动状态能否改变取决于外力的作用，与内部作用无关，所以D 项正确.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卩.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（）mMB -2 (M1C.gNumgLD. mgL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1212系统满足动量守恒和能量守恒，则有mv= （Mnjvt（式）、？mv= ?（俯n）vt+AE（式

13、），由碰撞，则损耗的能量全部用于摩擦生热，即AE= NymgL选项 C 错误、D 正确.撞后它以 0.2 m/s 的速度反弹.求：（1）原来静止小球B获得的速度大小；（2）碰撞过程中损失的机械能.解析：（1）A、B两小球碰撞过程中动量守恒，设小球B的速度为v，则mvA=mvA，+mBv,代入数据解得v= 1.1 m/s.（2）由A、B两小球组成的系统能量守恒有*mvA=2mv/A+*mv2+ AE解得AE= 0.385 J.答案：（1）1.1 m/s （2）0.385 J10.如图所示，一质量M= 2 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

14、一小球B.从弧形轨道上距离水平轨道高h= 0.3 m2A. gmv联立解得MmAE=AE2(M+m)可知选项A 错误、 B正确；又由于二、非选择题9.（2019 杭州质检）如图所示，一质量为2.0 m/s 的速度和静止于光滑水平面上、质量为0.5 kg1 kg 的另一大小相同的小球B发生正碰，碰的小球A以-12 -处由静止释放一质量mA= 1 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2量.（取重力加速度g= 10 m/s ）解析：设小球A下滑到水平轨道上时的速度大小为vi，平台水平速度大小为v,

15、由动量守恒定律有0 =mviMv一 1212由能量守恒定律有mgh= 2 讪计 qMv联立解得vi= 2 m/s ,v= 1 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vi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vi= 1 m/s由动量守恒定律得mM= mv1+mv21 1 1由能量守恒定律有 qmAv2=qimv2+ 2mv2联立上式解得mB= 3 kg.答案：3 kg11. (2019 宁波质检)如图，质量分别为mA、m的两个弹性小球A、B静止在地面上方，B球距地面的高度h= 0.8 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t= 0.3 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mB= 3mA,重力加速度大小g= 10 m/s2，忽略空气阻力及碰撞中的动能损失求：IIA0I号少广.咚;TOBIIIIIIII I(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=.2gh-13 -将h= 0.8 m 代入上式，得VB=4 m