（高中物理）選351碰撞與動(dòng)量守恒

1、選3-5-1碰撞與動(dòng)量守恒一、選擇題1關(guān)于物體的動(dòng)量，以下說法中正確的選項(xiàng)是()a物體的動(dòng)量越大，其慣性也越大b同一物體的動(dòng)量越大，其速度一定越大c物體的加速度不變，其動(dòng)量一定不變d運(yùn)動(dòng)物體在任一時(shí)刻的動(dòng)量方向一定是該時(shí)刻的速度方向答案bd解析此題考查有關(guān)動(dòng)量大小的決定因素和矢量性。物體的動(dòng)量越大，即質(zhì)量與速度的乘積越大，不一定慣性(質(zhì)量)大，a項(xiàng)錯(cuò)；對(duì)于同一物體，質(zhì)量一定，所以速度越大，動(dòng)量越大，b項(xiàng)對(duì)；加速度不變，但速度可以變，如平拋運(yùn)動(dòng)的物體，故c項(xiàng)錯(cuò)；動(dòng)量的方向始終與速度方向相同，d項(xiàng)對(duì)。2.(·七校聯(lián)考)如下列圖，質(zhì)量為m的人，站在質(zhì)量為m的車的一端，相對(duì)于地面靜止。當(dāng)車與

2、地面間的摩擦可以不計(jì)時(shí)，人由一端走到另一端的過程中，那么()a人運(yùn)動(dòng)越快，車運(yùn)動(dòng)越慢b車的運(yùn)動(dòng)方向與人的運(yùn)動(dòng)方向相反c人在車上行走時(shí)，車可以相對(duì)地面靜止d車的運(yùn)動(dòng)方向可以與人的運(yùn)動(dòng)方向相同答案b解析人與車組成的系統(tǒng)在水平方向上動(dòng)量守恒，且初動(dòng)量為0，所以人由車的一端走到另一端的過程中，人與車的速度方向總是反向的，且人的速度大小增大時(shí)，車的速度大小也增大，只有b選項(xiàng)正確。3(·區(qū)統(tǒng)考)物體在運(yùn)動(dòng)過程中加速度不為零，那么以下說法正確的選項(xiàng)是()a物體速度的大小一定隨時(shí)間變化b物體速度的方向一定隨時(shí)間變化c物體動(dòng)能一定隨時(shí)間變化d物體動(dòng)量一定隨時(shí)間變化答案d解析加速度不為零，說明其速度在變

3、化，速度的改變存在三種情況：速度的方向不變，只是大小在變化(動(dòng)能也變化)，速度的大小不變，只是方向在變化(動(dòng)能不變)；速度的大小和方向同時(shí)改變(動(dòng)能變化)。顯然，選項(xiàng)a、b、c均錯(cuò)誤；動(dòng)量是矢量，只要速度改變，物體的動(dòng)量就一定改變，選項(xiàng)d正確。4(·質(zhì)檢)質(zhì)量分別為m1和m2的兩個(gè)物體在光滑的水平面上相碰，碰撞前后的位移時(shí)間圖象如下列圖，假設(shè)圖中<45°，那么()am1>m2b碰撞前兩物體速率相等c碰撞后兩物體一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)d碰撞前兩物體動(dòng)量大小相等、方向相反答案d解析st圖象的斜率表示速度。根據(jù)圖象可知，碰撞前兩物體的速度方向相反，大小分別為v1cot，v

4、2tan；碰撞后兩物體均靜止，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有m1v1(m2v2)0，即m1v1m2v2，選項(xiàng)b、c錯(cuò)誤，d正確；又因?yàn)?lt;45°，所以v1>v2，m1<m2，選項(xiàng)a錯(cuò)誤。5(·四中模擬)如下列圖，在光滑水平面上，用等大異向的f1、f2分別同時(shí)作用于a、b兩個(gè)靜止的物體上，ma<mb，經(jīng)過相同的時(shí)間后同時(shí)撤去兩力，以后兩物體相碰并粘為一體，那么粘合體最終將()a靜止 b向右運(yùn)動(dòng)c向左運(yùn)動(dòng) d無法確定答案a解析選取a、b兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，系統(tǒng)所受的合外力為零，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，初始時(shí)刻系統(tǒng)靜止，總動(dòng)量為零，最后粘合體的動(dòng)量也為零

5、，即粘合體靜止，選項(xiàng)a正確。6(·名校調(diào)研)如下列圖，小車在光滑水平面向左勻速運(yùn)動(dòng)，輕質(zhì)彈簧左端固定在a點(diǎn)，物體用線拉在a點(diǎn)將彈簧壓縮，某時(shí)刻線斷了，物體沿車滑動(dòng)到b端粘在b端的油泥上，那么下述說法正確的選項(xiàng)是()假設(shè)物體滑動(dòng)中不受摩擦力，那么全過程機(jī)械能守恒假設(shè)物體滑動(dòng)中有摩擦力，那么全過程動(dòng)量守恒兩種情況下，小車的最終速度與斷線前相同兩種情況下，系統(tǒng)損失的機(jī)械能相同abcd答案b解析取小車、物體和彈簧為一個(gè)系統(tǒng)，那么系統(tǒng)水平方向不受外力(即使有摩擦，物體與小車間的摩擦力為內(nèi)力)，故全過程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，小車的最終速度與斷線前相同。由于物體粘在b端的油泥上，即物體與小車發(fā)生完全非彈性

6、碰撞，有機(jī)械能損失，故全過程機(jī)械能不守恒，兩種情況下，物體與小車發(fā)生的都是完全非彈性碰撞，系統(tǒng)損失的機(jī)械能相同。7(·名校?？?如下列圖，位于光滑水平桌面上的小滑塊p和q都可視作質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)量相等。q與輕質(zhì)彈簧相連。設(shè)q靜止，p以某一初速度向q運(yùn)動(dòng)并與彈簧發(fā)生碰撞。在整個(gè)碰撞過程中，彈簧具有的最大彈性勢(shì)能等于()ap的初動(dòng)能 bp的初動(dòng)能的cp的初動(dòng)能的dp的初動(dòng)能的答案b解析把小滑塊p和q以及彈簧看成一個(gè)系統(tǒng)，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒。在整個(gè)碰撞過程中，當(dāng)小滑塊p和q的速度相等時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能最大。設(shè)小滑塊p的初速度為v0，兩滑塊的質(zhì)量均為m，那么mv02mv解得v，由能量守恒定律得epmmv

7、·2m()2mvek，b正確。8(·八中模擬)如下列圖，兩物體a、b用輕質(zhì)彈簧相連靜止在光滑水平面上，現(xiàn)同時(shí)對(duì)a、b兩物體施加等大反向的水平恒力f1、f2，使a、b同時(shí)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過程中，對(duì)a、b兩物體及彈簧組成的系統(tǒng)，正確的說法是(彈簧不超過其彈性限度)()a動(dòng)量始終守恒b機(jī)械能不斷增加c當(dāng)彈簧伸長到最長時(shí)，系統(tǒng)的機(jī)械能最大d當(dāng)彈簧彈力的大小與f1、f2的大小相等時(shí)，a、b兩物體速度為零答案ac解析 彈簧上的彈力屬于系統(tǒng)內(nèi)力，水平恒力f1、f2等大反向，所以系統(tǒng)的合力為零，所以動(dòng)量守恒，選項(xiàng)a正確；剛開始，彈簧彈力小于水平恒力，兩物體均做加速運(yùn)動(dòng)，彈簧被拉長，當(dāng)

8、彈力的大小與恒力相等時(shí)，合力為零，兩物體的速度均到達(dá)最大，之后，彈簧繼續(xù)被拉長，彈力大于水平恒力，兩物體開始做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)彈簧被拉伸到最長時(shí)，兩物體速度減為零，在此過程中，兩個(gè)外力均對(duì)系統(tǒng)做正功，所以系統(tǒng)的機(jī)械能增加；此后，兩物體返回，水平恒力均對(duì)物體做負(fù)功，系統(tǒng)的機(jī)械能逐漸減小，根據(jù)以上分析，選項(xiàng)c正確，選項(xiàng)b、d錯(cuò)誤。二、非選擇題9.如下列圖，靜止在水面上的船長為l，質(zhì)量為m，質(zhì)量分別為m1、m2的甲乙兩人分別站在船頭和船尾，甲由船頭走到船尾而乙由船尾走到船頭，不計(jì)水的阻力并且m1>m2，那么船移動(dòng)的距離為_。答案解析m1v1m2v2mv設(shè)船移動(dòng)距離xm1(lx)m2(lx)mxx。

9、10.(·、局部中學(xué)聯(lián)考)如下列圖，甲、乙兩冰球運(yùn)發(fā)動(dòng)為爭(zhēng)搶冰球而合理沖撞，甲運(yùn)發(fā)動(dòng)的質(zhì)量為60kg，乙運(yùn)發(fā)動(dòng)的質(zhì)量為70kg，接觸前兩運(yùn)發(fā)動(dòng)速度大小均為5m/s，方向相反。沖撞結(jié)果為甲被撞回，速度大小為2m/s，問：撞后乙的速度大小是多少？方向又如何？答案1m/s與甲碰前速度方向相同解析取甲碰前的速度方向?yàn)檎较颍瑢?duì)甲、乙運(yùn)用動(dòng)量守恒定律，有：m甲v甲m乙v乙m甲v甲m乙v乙代入數(shù)據(jù)得v乙1m/s方向與甲碰前速度方向相同11(2102·五校聯(lián)考)在某次軍事演習(xí)中，有一門舊式大炮在平坦的地面上(可看做光滑)以v5m/s的速度勻速前進(jìn)，炮身質(zhì)量為m1000kg，現(xiàn)將一質(zhì)量為m

10、25kg的炮彈，以相對(duì)炮身的速度大小u600m/s與v反向水平射出，求射出炮彈后炮身的速度v。答案/s解析以地面為參考系，設(shè)大炮原運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，根?jù)動(dòng)量守恒定律有：(mm)vmvm(uv)解得：vv12(·豫西五校聯(lián)考)如圖質(zhì)量為mb的平板車b上外表水平，開始時(shí)靜止在光滑水平面上，在平板車左端靜止著一塊質(zhì)量為ma的物體a，一顆質(zhì)量為m0的子彈以v0的水平初速度射入物體a，射穿a后速度變?yōu)関。a、b之間的動(dòng)摩擦因數(shù)不為零，且a與b最終到達(dá)相對(duì)靜止。求：(1)子彈射穿物體a的瞬間物體a的速度va；(2)平板車b和物體a的最終速度v共。(設(shè)車身足夠長)答案(1)(2)解析(1)子彈射穿

11、物體a過程的時(shí)間極短，由動(dòng)量的近似守恒得m0v0m0vmava解得va(2)物體a在平板車b上滑行的過程中，因?yàn)榈孛婀饣襛、b最后相對(duì)靜止，故a、b組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，有mava(mamb)v共解得v共va13. (·西城)如下列圖，帶有擋板的長木板置于光滑水平面上，輕彈簧放置在木板上，右端與擋板相連，左端位于木板上的b點(diǎn)。開始時(shí)木板靜止，小鐵塊從木板上的a點(diǎn)以速度v0/s正對(duì)著彈簧運(yùn)動(dòng)，壓縮彈簧，彈簧的最大形變量xm；之后小鐵塊被彈回，彈簧恢復(fù)原長；最終小鐵塊與木板以共同速度運(yùn)動(dòng)。當(dāng)彈簧的形變量為x時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能epkx2，式中k為彈簧的勁度系數(shù)；長木板質(zhì)量m，小鐵塊質(zhì)量m，k600n/m，a、b兩點(diǎn)間的距離d。取重力加速度g10m/s2，不計(jì)空氣阻力。(1)求當(dāng)彈簧被壓縮最短時(shí)小鐵塊速度的大小v；(2)求小鐵塊與長木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(3)試通過計(jì)算說明最終小鐵塊停在木板上的位置。答案(1)/s(2)0.50(3)最終小鐵塊停在木板上a點(diǎn)解析(1)當(dāng)彈簧被壓縮最短時(shí)，小鐵塊與木板到達(dá)共同速度v，根據(jù)動(dòng)量守恒定律得，mv0(mm)v代入數(shù)