《大高考》2016屆高考物理(全國(guó)通用)配套課件+配套練習(xí)：專(zhuān)題十七碰撞與動(dòng)量守恒 五年高考真題

1、1(2015重慶理綜，3，6分)(難度)高空作業(yè)須系安全帶，如果質(zhì)量為m的高空作業(yè)人員不慎跌落，從開(kāi)始跌落到安全帶對(duì)人剛產(chǎn)生作用力前人下落的距離為h(可視為自由落體運(yùn)動(dòng))此后經(jīng)歷時(shí)間t安全帶達(dá)到最大伸長(zhǎng)，若在此過(guò)程中該作用力始終豎直向上，則該段時(shí)間安全帶對(duì)人的平均作用力大小為()A.mg B.mgC.mg D.mg解析由自由落體運(yùn)動(dòng)公式得人下降h距離時(shí)的速度為v，在t時(shí)間內(nèi)對(duì)人由動(dòng)量定理得(Fmg)tmv，解得安全帶對(duì)人的平均作用力為Fmg，A項(xiàng)正確答案A2(2015北京理綜，18，6分)(難度)“蹦極”運(yùn)動(dòng)中，長(zhǎng)彈性繩的一端固定，另一端綁在人身上，人從幾十米高處跳下，將蹦極過(guò)程簡(jiǎn)化為人沿豎直

2、方向的運(yùn)動(dòng)，從繩恰好伸直，到人第一次下降至最低點(diǎn)的過(guò)程中，下列分析正確的是()A繩對(duì)人的沖量始終向上，人的動(dòng)量先增大后減小B繩對(duì)人的拉力始終做負(fù)功，人的動(dòng)能一直減小C繩恰好伸直時(shí)，繩的彈性勢(shì)能為零，人的動(dòng)能最大D人在最低點(diǎn)時(shí)，繩對(duì)人的拉力等于人所受的重力解析從繩子恰好伸直，到人第一次下降到最低點(diǎn)的過(guò)程中，拉力逐漸增大，由牛頓第二定律mgFma可知，人先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)a0時(shí),Fmg，此時(shí)速度最大，動(dòng)量最大，動(dòng)能最大，此后人繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)mg，由牛頓第二定律Fmgma可知，人做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)量一直減小直到減為零，全過(guò)程中拉力方向始終向上，所以繩對(duì)人的沖量始終向上，綜上可知A

3、正確，C、D錯(cuò)誤；拉力對(duì)人始終做負(fù)功，動(dòng)能先增大后減小，故B錯(cuò)誤答案A32015福建理綜，30(2)，6分如圖，兩滑塊A、B在光滑水平面上沿同一直線(xiàn)相向運(yùn)動(dòng)，滑塊A的質(zhì)量為m，速度大小為2v0，方向向右，滑塊B的質(zhì)量為2m，速度大小為v0，方向向左，兩滑塊發(fā)生彈性碰撞后的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是()AA和B都向左運(yùn)動(dòng)BA和B都向右運(yùn)動(dòng)CA靜止，B向右運(yùn)動(dòng)DA向左運(yùn)動(dòng)，B向右運(yùn)動(dòng)解析對(duì)A、B系統(tǒng),由于發(fā)生彈性碰撞，故碰撞前后系統(tǒng)的動(dòng)量守恒、機(jī)械能守恒，由于m2v02mv00，故碰后A、B不可能同向運(yùn)動(dòng)或一個(gè)靜止、另一個(gè)運(yùn)動(dòng)或兩個(gè)都靜止，而只能是A、B都反向運(yùn)動(dòng)，故D正確答案D4(2014重慶理綜，4,6分)(

4、難度)一彈丸在飛行到距離地面5 m高時(shí)僅有水平速度v2 m/s，爆炸成為甲、乙兩塊水平飛出，甲、乙的質(zhì)量比為31.不計(jì)質(zhì)量損失，取重力加速度g10 m/s2，則下列圖中兩塊彈片飛行的軌跡可能正確的是()解析平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1 s，爆炸過(guò)程遵守動(dòng)量守恒定律，設(shè)彈丸質(zhì)量為m，則mvmv甲mv乙，又v甲，v乙，t1 s，則有x甲 x乙2 m，將各選項(xiàng)中數(shù)據(jù)代入計(jì)算得B正確答案B5(2014大綱全國(guó)，21，6分)(難度)一中子與一質(zhì)量數(shù)為A(A1)的原子核發(fā)生彈性正碰若碰前原子核靜止，則碰撞前與碰撞后中子的速率之比為()A. B. C. D.解析設(shè)中子質(zhì)量為m，則原子核的質(zhì)量為Am.設(shè)碰撞前、后中子的速

5、度分別為v0、v1,碰后原子核的速度為v2，由彈性碰撞可得mv0mv1Amv2，mvmvAmv，解得v1v0，故|，A正確答案A6(2013天津理綜，2)(難度)我國(guó)女子短道速滑隊(duì)在今年世錦賽上實(shí)現(xiàn)女子3 000 m接力三連冠觀察發(fā)現(xiàn)，“接棒”的運(yùn)動(dòng)員甲提前站在“交棒”的運(yùn)動(dòng)員乙前面，并且開(kāi)始向前滑行，待乙追上甲時(shí)，乙猛推甲一把，使甲獲得更大的速度向前沖出在乙推甲的過(guò)程中，忽略運(yùn)動(dòng)員與冰面間在水平方向上的相互作用，則()A甲對(duì)乙的沖量一定等于乙對(duì)甲的沖量B甲、乙的動(dòng)量變化一定大小相等、方向相反C甲的動(dòng)能增加量一定等于乙的動(dòng)能減少量D甲對(duì)乙做多少負(fù)功，乙對(duì)甲就一定做多少正功解析甲對(duì)乙的沖量與乙對(duì)

6、甲的沖量大小相等，方向相反，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；甲、乙組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，動(dòng)量變化量等大、反向，選項(xiàng)B正確；甲、乙相互作用時(shí)，雖然她們之間的相互作用力始終大小相等，方向相反，但相互作用過(guò)程中，她們的對(duì)地位移不一定相同，所以甲的動(dòng)能增加量不一定等于乙的動(dòng)能減少量，那么甲對(duì)乙做的功就不一定等于乙對(duì)甲做的功，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤答案B7(2012福建理綜,29(2)，6分)(難度)如圖，質(zhì)量為M的小船在靜止水面上以速率v0向右勻速行駛，一質(zhì)量為m的救生員站在船尾，相對(duì)小船靜止若救生員以相對(duì)水面速率v水平向左躍入水中，則救生員躍出后小船的速率為()Av0v Bv0vCv0(v0v) Dv0(v0v)解析取向右為正方

7、向，由動(dòng)量守恒有(Mm)v0mvMv，解之有vv0(v0v)，故C正確答案C8(2012大綱全國(guó)，21)(難度)(多選)如圖，大小相同的擺球a和b的質(zhì)量分別為m和3m，擺長(zhǎng)相同，并排懸掛，平衡時(shí)兩球剛好接觸，現(xiàn)將擺球a向左拉開(kāi)一小角度后釋放若兩球的碰撞是彈性的，下列判斷正確的是()A第一次碰撞后的瞬間，兩球的速度大小相等B第一次碰撞后的瞬間，兩球的動(dòng)量大小相等C第一次碰撞后，兩球的最大擺角不相同D發(fā)生第二次碰撞時(shí)，兩球在各自的平衡位置解析由于兩球發(fā)生彈性碰撞，故系統(tǒng)動(dòng)量、機(jī)械能均守恒，則：mv3mvbmva，mv23mvmv，由兩式聯(lián)立解得vav，vbv，故選項(xiàng)A正確；由前面求得速度可知第一次

8、碰后pamv，pbmv,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于第一次碰后,|va|vb|，根據(jù)機(jī)械能守恒可知兩球可到達(dá)相同高度即擺角相同,選項(xiàng)C錯(cuò)誤；因兩球擺長(zhǎng)相同，根據(jù)T2知，兩球同時(shí)到達(dá)各自平衡位置發(fā)生第二次碰撞，選項(xiàng)D正確答案AD9(2011全國(guó)，20，6分)(難度)(多選)質(zhì)量為M、內(nèi)壁間距為L(zhǎng)的箱子靜止于光滑的水平面上，箱子中間有一質(zhì)量為m的小物塊，小物塊與箱子底板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.初始時(shí)小物塊停在箱子正中間，如圖所示現(xiàn)給小物塊一水平向右的初速度v，小物塊與箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中間，并與箱子保持相對(duì)靜止設(shè)碰撞都是彈性的，則整個(gè)過(guò)程中，系統(tǒng)損失的動(dòng)能為()A.mv2 B. v2C.NmgL DNm

9、gL解析小物塊與箱子作用過(guò)程中滿(mǎn)足動(dòng)量守恒，小物塊最后恰好又回到箱子正中間.二者相對(duì)靜止，即為共速，設(shè)速度為v1，mv(mM)v1，系統(tǒng)損失動(dòng)能Ekmv2(Mm)v ，A錯(cuò)誤、B正確；由于碰撞為彈性碰撞，故碰撞時(shí)不損失能量，系統(tǒng)損失的動(dòng)能等于系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量，即EkQNmgL，C錯(cuò)誤、D正確答案BD102015新課標(biāo)全國(guó)，35(2)，10分(難度)如圖，在足夠長(zhǎng)的光滑水平面上，物體A、B、C位于同一直線(xiàn)上，A位于B、C之間A的質(zhì)量為m，B、C的質(zhì)量都為M,三者均處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)使A以某一速度向右運(yùn)動(dòng)，求m和M之間應(yīng)滿(mǎn)足什么條件，才能使A只與B、C各發(fā)生一次碰撞設(shè)物體間的碰撞都是彈性的解析設(shè)A運(yùn)動(dòng)的

10、初速度為v0，A向右運(yùn)動(dòng)與C發(fā)生碰撞，由動(dòng)量守恒定律得mv0mv1Mv2由機(jī)械能守恒定律得mvmvMv可得v1v0，v2v0要使得A與B能發(fā)生碰撞，需要滿(mǎn)足v10，即mMA反向向左運(yùn)動(dòng)與B發(fā)生碰撞過(guò)程，有mv1mv3Mv4mvmvMv整理可得v3v1，v4v1由于mM，所以A還會(huì)向右運(yùn)動(dòng)，根據(jù)要求不發(fā)生第二次碰撞，需要滿(mǎn)足v3v2即v0v1()2v0整理可得m24MmM2解方程可得m(2)M所以使A只與B、C各發(fā)生一次碰撞，須滿(mǎn)足(2)MmM答案(2)MmM112015新課標(biāo)全國(guó),35(2)，10分(難度)兩滑塊a、b沿水平面上同一條直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，并發(fā)生碰撞；碰撞后兩者粘在一起運(yùn)動(dòng)；經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后

11、，從光滑路段進(jìn)入粗糙路段兩者的位置x隨時(shí)間t變化的圖象如圖所示求：()滑塊a、b的質(zhì)量之比；()整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,兩滑塊克服摩擦力做的功與因碰撞而損失的機(jī)械能之比解析()設(shè)a、b的質(zhì)量分別為m1、m2，a、b碰撞前的速度為v1、v2.由題給圖象得v12 m/sv21 m/sa、b發(fā)生完全非彈性碰撞，碰撞后兩滑塊的共同速度為v.由題給圖象得v m/s由動(dòng)量守恒定律得m1v1m2v2(m1m2)v聯(lián)立式得m1m218()由能量守恒定律得，兩滑塊因碰撞而損失的機(jī)械能為Em1vm2v(m1m2)v2由圖象可知，兩滑塊最后停止運(yùn)動(dòng)由動(dòng)能定理得，兩滑塊克服摩擦力所做的功為W(m1m2)v2聯(lián)立式，并代入題給

12、數(shù)據(jù)得WE12答案()18()12122015山東理綜，39(2)(難度)如圖，三個(gè)質(zhì)量相同的滑塊A、B、C，間隔相等地靜置于同一水平直軌道上現(xiàn)給滑塊A向右的初速度v0，一段時(shí)間后A與B發(fā)生碰撞,碰后A、B分別以v0、v0的速度向右運(yùn)動(dòng)，B再與C發(fā)生碰撞,碰后B、C粘在一起向右運(yùn)動(dòng)滑塊A、B與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為同一恒定值兩次碰撞時(shí)間均極短求B、C碰后瞬間共同速度的大小解析設(shè)滑塊質(zhì)量為m,A與B碰撞前A的速度為vA，由題意知，碰后A的速度vAv0，B的速度vBv0，由動(dòng)量守恒定律得mvAmvAmvB設(shè)碰撞前A克服軌道阻力所做的功為WA，由功能關(guān)系得WAmvmv設(shè)B與C碰撞前B的速度為vB，B克

13、服軌道阻力所做的功為WB，由功能關(guān)系得WBmvmvB2據(jù)題意可知WAWB設(shè)B、C碰后瞬間共同速度的大小為v，由動(dòng)量守恒定律得mvB2mv聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得vv0答案v013(2015廣東理綜，36，18分)(難度)如圖所示，一條帶有圓軌道的長(zhǎng)軌道水平固定，圓軌道豎直，底端分別與兩側(cè)的直軌道相切，半徑R0.5 m，物塊A以v06 m/s的速度滑入圓軌道，滑過(guò)最高點(diǎn)Q，再沿圓軌道滑出后，與直軌上P處?kù)o止的物塊B碰撞，碰后粘在一起運(yùn)動(dòng)，P點(diǎn)左側(cè)軌道光滑，右側(cè)軌道呈粗糙段、光滑段交替排列，每段長(zhǎng)度都為L(zhǎng)0.1 m，物塊與各粗糙段間的動(dòng)摩擦因數(shù)都為0.1,A、B的質(zhì)量均為m1 kg(重力加速度g取10

14、m/s2；A、B視為質(zhì)點(diǎn)，碰撞時(shí)間極短)(1)求A滑過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的速度大小v和受到的彈力大小F；(2)若碰后AB最終停止在第k個(gè)粗糙段上，求k的數(shù)值；(3)求碰后AB滑至第n個(gè)(nk)光滑段上的速度vn與n的關(guān)系式解析(1)從AQ由動(dòng)能定理得mg2Rmv2mv解得v4 m/s m/s在Q點(diǎn)，由牛頓第二定律得FNmgm解得FN22 N(2)A撞B，由動(dòng)量守恒得mv02mv解得v3 m/s設(shè)粗糙段滑行距離為x，則mgx02mv2解得x4.5 m所以k45(3)AB滑至第n個(gè)光滑段上，由動(dòng)能定理得2mgnL2mv2mv2所以vnm/s(n0，1，2，)答案(1)22 N(2)45(3)vnm/s(n0，

15、1，2，)14(2015天津理綜，10，16分)(難度)某快遞公司分揀郵件的水平傳輸裝置示意如圖，皮帶在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下保持v1 m/s的恒定速度向右運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)將一質(zhì)量為m2 kg的郵件輕放在皮帶上,郵件和皮帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5.設(shè)皮帶足夠長(zhǎng)，取g10 m/s2，在郵件與皮帶發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的過(guò)程中，求(1)郵件滑動(dòng)的時(shí)間t；(2)郵件對(duì)地的位移大小x；(3)郵件與皮帶間的摩擦力對(duì)皮帶做的功W.解析(1)設(shè)郵件放到皮帶上與皮帶發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)過(guò)程中受到的滑動(dòng)摩擦力為Ff，則Ffmg取向右為正方向，對(duì)郵件應(yīng)用動(dòng)量定理，有Ff tmv0由式并代入數(shù)據(jù)得t0.2 s(2)郵件與皮帶發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的過(guò)程中，對(duì)郵件

16、應(yīng)用動(dòng)能定理，有Ff xmv20由式并代入數(shù)據(jù)得x0.1 m(3)郵件與皮帶發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的過(guò)程中，設(shè)皮帶相對(duì)地面的位移為s，則sv-t摩擦力對(duì)皮帶做的功WFf s由式并代入數(shù)據(jù)得W2 J答案(1)0.2 s(2)0.1 m(3)2 J15(2015安徽理綜，22，14分)(難度)一質(zhì)量為0.5 kg的小物塊放在水平地面上的A點(diǎn)，距離A點(diǎn)5 m的位置B處是一面墻，如圖所示物塊以v09 m/s的初速度從A點(diǎn)沿AB方向運(yùn)動(dòng)，在與墻壁碰撞前瞬間的速度為7 m/s，碰后以6 m/s的速度反向運(yùn)動(dòng)直至靜止g取10 m/s2.(1)求物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)若碰撞時(shí)間為0.05 s，求碰撞過(guò)程中墻面

17、對(duì)物塊平均作用力的大小F；(3)求物塊在反向運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力所做的功W.解析(1)對(duì)小物塊從A運(yùn)動(dòng)到B處的過(guò)程中應(yīng)用動(dòng)能定理mgsmv2mv代入數(shù)值解得0.32(2)取向右為正方向，碰后滑塊速度v6 m/s由動(dòng)量定理得：Ftmvmv解得：F130 N其中“”表示墻面對(duì)物塊的平均力方向向左(3)對(duì)物塊反向運(yùn)動(dòng)過(guò)程中應(yīng)用動(dòng)能定理得W0mv2解得W9 J答案(1)0.32(2)130 N(3)9 J162014新課標(biāo)全國(guó),35(2)，9分(難度)如圖，質(zhì)量分別為mA、mB的兩個(gè)彈性小球A、B靜止在地面上方，B球距地面的高度h0.8 m，A球在B球的正上方先將B球釋放，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后再將A球釋放當(dāng)

18、A球下落t0.3 s時(shí),剛好與B球在地面上方的P點(diǎn)處相碰，碰撞時(shí)間極短，碰后瞬間A球的速度恰為零.已知mB3mA，重力加速度大小g10 m/s2，忽略空氣阻力及碰撞中的動(dòng)能損失求(1)B球第一次到達(dá)地面時(shí)的速度；(2)P點(diǎn)距離地面的高度解析(1)設(shè)B球第一次到達(dá)地面時(shí)的速度大小為vB，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有vB將h0.8 m代入上式，得vB4 m/s(2)設(shè)兩球相碰前、后，A球的速度大小分別為v1和v1(v10)，B球的速度分別為v2和v2.由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可得v1gt由于碰撞時(shí)間極短，重力的作用可以忽略，兩球相碰前、后的動(dòng)量守恒，總動(dòng)能保持不變規(guī)定向下的方向?yàn)檎?，有mAv1mBv2mBv2mAvmBvm

19、Bv22設(shè)B球與地面相碰后的速度大小為vB，由運(yùn)動(dòng)學(xué)及碰撞的規(guī)律可得vBvB設(shè)P點(diǎn)距地面的高度為h，由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可得h聯(lián)立式，并代入已知條件可得h0.75 m答案(1)4 m/s(2)0.75 m172014新課標(biāo)全國(guó)，35(2)，10分(難度)現(xiàn)利用圖(a)所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律在圖(a)中，氣墊導(dǎo)軌上有A、B兩個(gè)滑塊，滑塊A右側(cè)帶有一彈簧片，左側(cè)與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(圖中未畫(huà)出)的紙帶相連；滑塊B左側(cè)也帶有一彈簧片,上面固定一遮光片，光電計(jì)時(shí)器(未完全畫(huà)出)可以記錄遮光片通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間實(shí)驗(yàn)測(cè)得滑塊A的質(zhì)量m10.310 kg，滑塊B的質(zhì)量m20.108 kg，遮光片的寬度d1.00 cm；打

20、點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率f50.0 Hz.將光電門(mén)固定在滑塊B的右側(cè)，啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，給滑塊A一向右的初速度，使它與B相碰.碰后光電計(jì)時(shí)器顯示的時(shí)間為tB3.500 ms，碰撞前、后打出的紙帶如圖(b)所示若實(shí)驗(yàn)允許的相對(duì)誤差絕對(duì)值(|100%)最大為5%，本實(shí)驗(yàn)是否在誤差范圍內(nèi)驗(yàn)證了動(dòng)量守恒定律？寫(xiě)出運(yùn)算過(guò)程解析按定義，滑塊運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度大小v為v式中s為滑塊在很短時(shí)間t內(nèi)走過(guò)的路程設(shè)紙帶上打出相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為tA，則tA0.02 stA可視為很短設(shè)A在碰撞前、后瞬時(shí)速度大小分別為v0、v1.將式和圖給實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入式得v02.00 m/sv10.970 m/s設(shè)B在碰撞后的速度大小為v2

21、，由式有v2代入題給實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得v22.86 m/s設(shè)兩滑塊在碰撞前、后的總動(dòng)量分別為p和p，則pm1v0pm1v1m2v2兩滑塊在碰撞前后總動(dòng)量相對(duì)誤差的絕對(duì)值為p|100%聯(lián)立式并代入有關(guān)數(shù)據(jù)，得p1.7%5%因此，本實(shí)驗(yàn)在允許的誤差范圍內(nèi)驗(yàn)證了動(dòng)量守恒定律答案見(jiàn)解析18(2014天津理綜，10，16分)(難度)如圖所示，水平地面上靜止放置一輛小車(chē)A，質(zhì)量mA4 kg，上表面光滑，小車(chē)與地面間的摩擦力極小，可以忽略不計(jì).可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊B置于A的最右端，B的質(zhì)量mB2 kg.現(xiàn)對(duì)A施加一個(gè)水平向右的恒力F10 N,A運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，小車(chē)左端固定的擋板與B發(fā)生碰撞，碰撞時(shí)間極短，碰后A、B粘合

22、在一起，共同在F的作用下繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，碰撞后經(jīng)時(shí)間t0.6 s，二者的速度達(dá)到v-t2 m/s.求(1)A開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度a的大小；(2)A、B碰撞后瞬間的共同速度v的大小；(3)A的上表面長(zhǎng)度l.解析(1)以A為研究對(duì)象，由牛頓第二定律有FmAa代入數(shù)據(jù)解得a2.5 m/s2(2)對(duì)A、B碰撞后共同運(yùn)動(dòng)t0.6 s的過(guò)程，由動(dòng)量定理得Ft(mAmB)v-t(mAmB)v代入數(shù)據(jù)解得v1 m/s(3)設(shè)A、B發(fā)生碰撞前,A的速度為vA，對(duì)A、B發(fā)生碰撞的過(guò)程，由動(dòng)量守恒定律有mAvA(mAmB)vA從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到與B發(fā)生碰撞前，由動(dòng)能定理有FlmAv由式，代入數(shù)據(jù)解得l0.45 m答案(1)2.5

23、m/s2(2)1 m/s(3)0.45 m19(2014廣東理綜,35，18分)(難度)如圖的水平軌道中，AC段的中點(diǎn)B的正上方有一探測(cè)器,C處有一豎直擋板，物體P1沿軌道向右以速度v1與靜止在A點(diǎn)的物體P2碰撞，并接合成復(fù)合體P，以此碰撞時(shí)刻為計(jì)時(shí)零點(diǎn)，探測(cè)器只在t12 s至t24 s內(nèi)工作,已知P1、P2的質(zhì)量都為m1 kg，P與AC間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1,AB段長(zhǎng)L4 m，g取10 m/s2，P1、P2和P均視為質(zhì)點(diǎn)，P與擋板的碰撞為彈性碰撞(1)若v16 m/s，求P1、P2碰后瞬間的速度大小v和碰撞損失的動(dòng)能E；(2)若P與擋板碰后,能在探測(cè)器的工作時(shí)間內(nèi)通過(guò)B點(diǎn)，求v1的取值范圍和

24、P向左經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的最大動(dòng)能E.解析(1)P1、P2碰撞過(guò)程，動(dòng)量守恒mv12mv解得v3 m/s碰撞損失的動(dòng)能Emv(2m)v2解得E9 J(2)根據(jù)牛頓第二定律，P做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度為a設(shè)P1、P2碰撞后的共同速度為v共，則推得v共把P與擋板碰撞后運(yùn)動(dòng)過(guò)程當(dāng)做整體運(yùn)動(dòng)過(guò)程處理經(jīng)過(guò)時(shí)間t1，P運(yùn)動(dòng)過(guò)的路程為s1，則s1v共t1at經(jīng)過(guò)時(shí)間t2，P運(yùn)動(dòng)過(guò)的路程為s2，則s2v共t2at如果P能在探測(cè)器工作時(shí)間內(nèi)通過(guò)B點(diǎn)，必須滿(mǎn)足s13Ls2聯(lián)立得10 m/sv114 m/sv1的最大值為14 m/s，此時(shí)v共7 m/s，根據(jù)動(dòng)能定理知2mg4LE2mv代入數(shù)據(jù)得E17 J答案(1)3 m/s9 J(2)10 m/