物理20分钟专题突破(12)碰撞与动量守恒

1、物理20分钟专题突破（12）碰撞与动量守恒w.w.w.k.s.5.u.c1如图所示，物块A、B静止在光滑水平面上，且，现用大小相等的两个力F和F/分别作用在A和B上，使A、B沿一条直线相向运动，然后又先后撤去这两个力，使这两个力对物体做的功相同，接着两物体碰撞并合为一体后，它们（ ）A可能停止运动 B一定向右运动C可能向左运动 D仍运动，但运动方向不能确定2一只小球沿光滑水平面运动，垂直撞到竖直墙上小球撞墙前后的动量变化量为，动能变化量为，关于和有下列说法：若最大，则也最大；若最大，则一定最小；若最小，则也最小；若最小，则一定最大以上说法中正确的是（ ）A B C D3如图所示，光滑的平台上有

2、一质量为20kg，长度为10m的长板，其中7m伸出平台外为了使木板不翻倒，让一个质量为25kg的小孩站在长木板的右端B点，以下关于木板平衡的结论，正确的是（ ）A如果小孩从木板的右端B向左端A走动，欲使木板不翻倒，小孩在木板上走动的距离不能超过14mB如果小孩从木板的右端B向左端A走动，欲使木板不翻倒，小孩在木板上走动的距离不能超过3mC小孩可以从木板的右端B向左端A随意走动，但小孩决不能从左端A离开长木板，否则木板就会翻倒D小孩不但可以从木板的右端B向左端A随意走动，还可以从左端A离开木板，整个过程中，木板都不会翻倒4某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验气垫导轨装置如图（a

3、）所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，如图 (b)所示，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差（1）下面是实验的主要步骤：安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；向气垫导轨通入压缩空气；把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器这弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；把滑块2放在气垫导轨的中间；先_，然后_，让滑块带动纸

4、带一起运动；取下纸带，重复步骤，选出理想的纸带如图（b）所示；测得滑块1（包括撞针）的质量310g，滑块2（包括橡皮泥）的质量为205g试完善实验步骤的内容（2）已知打点计时器每隔002s打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为_kg·m/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为_kg·m/s（保留三位有效数字）（3）试说明（2）中两结果不完全相等的主要原因是_5如图所示，在倾角为=37°的足够长的固定斜面上，物体A和小车B正沿着斜面上滑，A的质量为mA=050kg，B的质量为mB=025kg，A始终受到沿斜面向上的恒力F的作用当A追上B时，A的速度为vA=

5、18m/s，方向沿斜面向上，B的速度恰好为零，A、B相碰，相互作用时间极短，相互作用力很大，碰撞后的瞬间，A的速度变为v1=06m/s，方向沿斜面向上再经T=06s，A的速度大小变为v2=18m/s，在这一段时间内A、B没有再次相碰已知A与斜面间的动摩擦因数=015，B与斜面间的摩擦力不计，已知：sin37°=06，重力加速度g=10m/s2，求：（1）A、B第一次碰撞后B的速度；（2）恒力F的大小62005年7月4日13时52分，美国宇航局“深度撞击”号探测器释放的撞击器“击中”目标坦普尔号彗星，这次撞击只能使该彗星自身的运行速度出现每秒00001mm的改变。探测器上所携带的总质量

6、达370kg的彗星“撞击器”将以每小时38000km的速度径直撞向彗星的彗核部分，撞击彗星后“撞击器”融化消失。问：根据以上数据，估算一下彗星的质量是多少？（结果保留一位有效数字）7如图所示，质量为M的平板车P高h，质量为m的小物块Q的大小不计，位于平板车的左端，系统原来静止在光滑水平面地面上一不可伸长的轻质细绳长为R，一端悬于Q正上方高为R处，另一端系一质量也为m的小球（大小不计）今将小球拉至悬线与竖直位置成60°角，由静止释放，小球到达最低点时与Q的碰撞时间极短，且无能量损失，已知Q离开平板车时速度大小是平板车速度的两倍，Q与P之间的动摩擦因数为，M:m=4:1，重力加速度为g求

7、：（1）小物块Q离开平板车时速度为多大？（2）平板车P的长度为多少？（3）小物块Q落地时距小球的水平距离为多少？ 参考答案1答案：B 由动能定理知功相同，结合前动能相同，因此，碰撞过程动量守恒，故碰后速度v一定与PA相同，向右 2答案：B小球与墙壁碰撞后，如果无能量损失，则小球应以相同的速率返回，这种情况动量变化量最大等于2mv，动能变化量最小为零，所以正确；如果小球与墙壁碰后粘在墙上，动量变化量最小等于mv，动能变化量最大等于，所以正确3答案：D 平台光滑，说明小孩和木板组成的系统动量守恒小孩从木板右端B向左端A走动时，木板将沿平台向右移动，二者相对于平台的动量的大小相等，即。设经过时间小孩

8、走到A端，则，即，又m。联立二式解得，m此时，木板的重心已向右移到了平台上，即使小孩从左端A离开木板，木板也不会翻倒，故D正确4答案：（1）接通打点计时器的电源 放开滑块1 （2）0620 0618 （3）纸带与打点计时器限位孔有摩擦解析：作用前系统的总动量为滑块1的动量p0=m1v0v0=02/01=2m/s，p0=031×2=0620kg·m/s作用后系统的总动量为滑块1和滑块2的动量和，且此时两滑块具有相同的速度v，v=0168/014=12m/s，p=(m1+m2)v=(0310+0205)×12=0618 kg·m/s 5解析：（1）A、B碰撞

9、过程中满足动量守恒，mAvA=mAv1+mBvB得vB=24m/s方向沿斜面向上（2）设经过时间T=060s，A的速度方向向上，此时A的位移mB的加速度aB=gsin=6m/s2B的位移m可见A、B将再次相碰，违反了题意，因此碰撞后A先做匀减速运动，速度减为零后，再做匀加速运动对A列出牛顿第二定律：mAgsin+mgcosF=mAa1，mAgsinmgcosF=mAa2，v1=a1t1，v2=a2(Tt1) 解得F=06N 6解析：解：以彗星和撞击器组成的系统为研究对象，设彗星的质量为M，初速度为v01，撞击器质量m=370kg，速度v02=38000km/h=11×104m/s，撞击后速度为v由动量守恒定律得： 由于M远大于m，所以，上式可以化为： 解得： 由题给信息知，撞击后彗星的运行速度改变了00001 mm/s，即m/s 代入式解得 M4×1013kg 7解析：（1）小球由静止摆到最低点的过