高考物理復(fù)習(xí)特訓(xùn)卷 第一部分 高考熱點專項練 考點六 動量守恒定律 第48練 (模型方法)碰撞模型及拓展

1、 第48練(模型方法)碰撞模型及拓展 eq avs4alco1(（時間30分鐘）) 思維方法1碰撞的特點：系統(tǒng)動量守恒、碰后系統(tǒng)的動能不增加、碰撞前后的速度要符合實際2“彈簧滑塊”模型：(1)系統(tǒng)動量守恒，機械能守恒，但系統(tǒng)的總動能會與彈性勢能發(fā)生轉(zhuǎn)化；(2)彈簧處于最長(最短)狀態(tài)時兩物體速度相等，相當(dāng)于完全非彈性碰撞，此時動能最小、彈性勢能最大；彈簧恢復(fù)原長時相當(dāng)于完全彈性碰撞，此時系統(tǒng)的總動能等于初態(tài)總動能一、選擇題1冰壺運動深受觀眾喜愛，圖1為運動員投擲冰壺的鏡頭在某次投擲中，冰壺甲運動一段時間后與對方靜止的冰壺乙發(fā)生正碰，如圖2.若兩冰壺質(zhì)量相等，則碰后兩冰壺最終停止的位置，可能是圖

2、3中的哪幅圖()2如圖所示，在光滑的水平面上有三個完全相同的小球，它們排成一條直線，小球2、3靜止，并靠在一起，球1以速度v0射向它們，設(shè)碰撞中不損失機械能，則碰后三個小球的速度值是()A.v1v2v3 eq f(1,r(3) v0 Bv10，v2v3 eq f(1,r(2) v0Cv10，v2v3 eq f(1,2) v0 Dv1v20，v3v032022江西七校聯(lián)考在足夠長的傾斜長直軌道上，先后將甲、乙兩個相同小球以相同的初速度在同一位置沿軌道向上方彈出，它們運動的vt圖象如圖所示據(jù)圖可知下列說法錯誤的是()A該軌道是光滑軌道Bt4 s時，兩球相對于出發(fā)點的位移相等C兩球在軌道上發(fā)生的碰撞

3、是完全非彈性碰撞D兩小球回到出發(fā)點時的速度大小為10 m/s二、非選擇題4如圖所示，某超市兩輛相同的手推購物車質(zhì)量均為10 kg，相距為3 m沿直線排列，靜置于水平地面上為了節(jié)省收納空間，工人給第一輛車一個瞬間的水平推力使其運動，并與第二輛車相碰，且在極短時間內(nèi)相互嵌套結(jié)為一體，以共同的速度運動了1 m，恰好?？吭趬吶糗囘\動時受到的摩擦力恒為車重力的0.2，忽略空氣阻力，重力加速度g10 m/s2.求：(1)購物車碰撞過程中系統(tǒng)損失的機械能；(2)工人給第一輛購物車的水平?jīng)_量大小52021安徽江南十校聯(lián)考如圖所示，一個足夠長的圓筒豎直固定，圓筒內(nèi)有一個質(zhì)量為M0.4 kg的滑塊，滑塊與圓筒間

4、的滑動摩擦力f3 N.滑塊被鎖定在距圓筒頂端h15 m處，現(xiàn)將一個直徑小于圓筒半徑的小球從圓筒頂端由靜止釋放(小球與筒壁無接觸)，并在小球與滑塊碰撞前瞬間對滑塊解除鎖定，小球與滑塊發(fā)生彈性碰撞，碰撞后小球恰能上升到距圓筒頂端h23.2 m處(不計空氣阻力，碰撞時間極短，g10 m/s2).求：(1)小球的質(zhì)量m；(2)小球與滑塊第一次碰撞和第二次碰撞的時間間隔t.第48練（模型方法）碰撞模型及拓展1答案：B解析：冰壺甲、乙碰撞過程動量守恒，碰撞前系統(tǒng)動量水平向右，碰撞后合動量也必然水平向右，碰撞后冰壺在摩擦力作用下做勻減速直線運動，所以碰撞點到最后?？奎c的連線代表碰撞后的速度方向，連線的長短反

5、映碰撞后的速度大小A選項所示的圖中，甲、乙碰后的動量都斜向右上方，不符合動量守恒定律，選項A錯誤B選項所示的圖中，碰撞后甲靜止，乙水平向右運動，符合質(zhì)量相等的物體發(fā)生彈性碰撞的過程，選項B是可能的，C選項所示的圖中，但甲在前，乙在后，碰后甲的速度不可能大于乙，即甲不可能在乙前面，選項C錯誤D選項所示的圖中，碰后甲的速度大于乙的速度，合動量水平向左，不符合動量守恒定律，選項D錯誤2答案：D解析：由題設(shè)條件，三球在碰撞過程中總動量和總動能守恒若各球質(zhì)量均為m，則碰撞前系統(tǒng)總動量為mv0，總動能為 eq f(1,2) mv eq oal(sup11(2),sdo4(0) .選項A、B中的數(shù)據(jù)都違反了

6、動量守恒定律，故不可能假如選項C正確，則碰后總動量為mv0，但總動能為 eq f(1,4) mv eq oal(sup11(2),sdo4(0) ，這顯然違反了機械能守恒定律，故也不可能D選項既滿足動量守恒定律和機械能守恒定律，又滿足碰撞的合理性，故選項D正確3答案：D解析：由vt圖象可知，兩小球上滑、下滑過程加速度相同，故兩小球不受摩擦力作用，因此可判定軌道是光滑的，A項正確；由vt圖線與橫軸所圍圖形的面積表示位移可知，t4 s時，甲、乙兩球相對出發(fā)點的位移相等，B項正確；由圖象知兩球碰后結(jié)合為一個整體，故兩球發(fā)生的碰撞為完全非彈性碰撞，C項正確；t6 s時，兩球速度大小為10 m/s，但此

7、時兩球相對出發(fā)點的位移大于零，即未回到出發(fā)點，D項錯誤故D項符合題意4答案：（1）40 J（2）20 eq r(7) Ns解析：（1）設(shè)第一輛車碰前瞬間的速度為v1，碰前兩車間距為L1，與第二輛車碰后的共同速度為v2，共同移動的距離為L2，由動量守恒定律有mv12mv2由動能定理有0.22mgL20 eq f(1,2) （2m）v eq oal(sup11(2),sdo4(2) 則碰撞中系統(tǒng)損失的機械能E eq f(1,2) mv eq oal(sup11(2),sdo4(1) eq f(1,2) （2m）v eq oal(sup11(2),sdo4(2) 聯(lián)立解得E40 J（2）設(shè)第一輛車推

8、出時的速度為v0由動能定理有0.2mgL1 eq f(1,2) mv eq oal(sup11(2),sdo4(1) eq f(1,2) mv eq oal(sup11(2),sdo4(0) 第一輛車的水平?jīng)_量大小Imv0聯(lián)立解得I20 eq r(7) Ns5答案：（1）0.1 kg（2） eq f(8,3) s解析：（1）設(shè)與滑塊碰撞前瞬間小球速度大小為v0，碰撞后速度大小為v1，則v eq oal(sup11(2),sdo4(0) 2gh1v eq oal(sup11(2),sdo4(1) 2g（h1h2）解得v010 m/s，v16 m/s設(shè)碰后瞬間滑塊速度大小為v2，兩者發(fā)生彈性碰撞，碰撞過程動量守恒，則mv0m（v1）Mv2由機械能守恒定律得 eq f(1,2) mv eq oal(sup11(2),sdo4(0) eq f(1,2) mv eq oal(sup11(2),sdo4(1) eq f(1,2) M