高考物理动量冲量精讲精练碰撞与动量守恒典型练习题

高考物理动量冲量精讲精练碰撞与动量守恒典型练习题

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时间:2018-12-18

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1、碰撞与动量守恒1.如图所示,方盒A静止在光滑的水平面上,盒内有一个小滑块B,盒的质量是滑块的2倍,滑块与盒内水平面间的动摩擦因数为μ;若滑块以速度v开始向左运动,与盒的左、右壁发生无机械能损失的碰撞,滑块在盒中来回运动多次,最终相对于盒静止,则此时盒的速度大小为________;滑块相对于盒运动的路程为________.解析:设滑块质量为m,则盒子的质量为2m;对整个过程,由动量守恒定律可得mv=3mv共解得v共=.由功能关系可得μmgs=mv2-·3m·2解得s=.答案: 2.(多选)在光滑水平面上动能为E0,动量大小为p0的小钢球1与静止小

2、钢球2发生碰撞,碰撞前后球1的运动方向相反,将碰撞后球1的动能和动量大小分别记为E1、p1,球2的动能和动量大小分别记为E2、p2,则必有(  )A.E1<E0B.p2>p0C.E2>E0D.p1>p0解析:选AB.因碰撞后两球速度均不为零,根据能量守恒定律,则碰撞过程中总动能不增加可知,E1<E0,E2<E0.故A正确,C错误;根据动量守恒定律得:p0=p2-p1,得到p2=p0+p1,可见,p2>p0.故B正确.故选AB.3.两球A、B在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,mA=1kg,mB=2kg,vA=6m/s,vB=2m/s.当A追

3、上B并发生碰撞后,两球A、B速度的可能值是(  )A.vA′=5m/s,vB′=2.5m/sB.vA′=2m/s,vB′=4m/sC.vA′=-4m/s,vB′=7m/sD.vA′=7m/s,vB′=1.5m/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Ek′=mAvA′2+mBvB′2=57J,大于碰前的总动能Ek=223J,违背了能量守恒定律;而B项既符合实际情况,也不违背能量守恒定律,故B项正确.4.如图所示,在光滑的水平

4、面上,质量m1的小球A以速率v0向右运动.在小球的前方O点处有一质量为m2的小球B处于静止状态,Q点处为一竖直的墙壁.小球A与小球B发生正碰后小球A与小球B均向右运动.小球B与墙壁碰撞后原速率返回并与小球A在P点相遇,PQ=2PO,则两小球质量之比m1∶m2为(  )A.7∶5B.1∶3C.2∶1D.5∶3解析:选D.设A、B两个小球碰撞后的速度分别为v1、v2,由动量守恒定律有:m1v0=m1v1+m2v2.①由能量守恒定律有:m1v=m1v+m2v②两个小球碰撞后到再次相遇,其速率不变,由运动学规律有:v1∶v2=PO∶(PO+2PQ)=1

5、∶5.③联立①②③,代入数据解得:m1∶m2=5∶3,故选D.5.(多选)如图所示,长木板A放在光滑的水平面上,质量为m=4kg的小物体B以水平速度v0=2m/s滑上原来静止的长木板A的上表面,由于A、B间存在摩擦,之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示,取g=10m/s2,则下列说法正确的是(  )A.木板A获得的动能为2JB.系统损失的机械能为2JC.木板A的最小长度为2mD.A、B间的动摩擦因数为0.1解析:选AD.由图象可知,木板获得的速度为v=1m/s,A、B组成的系统动量守恒,以B的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:mv0=(M

6、+m)v,解得:木板A的质量M=4kg,木板获得的动能为:Ek=Mv2=2J,故A正确;系统损失的机械能ΔE=mv-mv2-Mv2,代入数据解得:ΔE=4J,故B错误;由图得到:0~1s内B的位移为xB=×(2+1)×1m=1.5m,A的位移为xA=×1×1m=0.5m,木板A的最小长度为L=xB-xA=31m,故C错误;由图象可知,B的加速度:a=-1m/s2,负号表示加速度的方向,由牛顿第二定律得:μmBg=mBa,代入解得μ=0.1,故D正确.3

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