2014高考物理大一轮复习13.1碰撞与动量守恒实验验证动量守恒定律.docVIP

13.1　动量守恒 1．如图1－1－所示，一辆小车静止在光滑水平面上，A、B两人分别站在车的两端．当两人同时相向运动时(　　)． A．若小车不动，两人速率一定相等 B．若小车向左运动，A的动量一定比B的小 C．若小车向左运动，A的动量一定比B的大 D．若小车向右运动，A的动量一定比B的大 解析　根据动量守恒可知，若小车不动，两人的动量大小一定相等，因不知两人的质量，故选项A是错误的．若小车向左运动，A的动量一定比B的大，故选项B是错误的、选项C是正确的．若小车向右运动，A的动量一定比B的小，故选项D是错误的． 答案　C 2．在2010年温哥华冬奥会上，首次参赛的中国女子冰壶队喜获铜牌，如图为中国队员投掷冰壶的镜头．在某次投掷中，冰壶运动一段时间后以0.4 m/s的速度与对方的静止冰壶发生正碰，碰后对方的冰壶以0.3 m/s的速度向前滑行．若两冰壶质量相等，规定向前运动的方向为正方向，则碰后中国队冰壶获得的速度为(　　)． A．0.1 m/s B．－0.1 m/s C．0.7 m/s D．－0.7 m/s 解析　设冰壶质量为m，碰后中国队冰壶速度为vx， 由动量守恒定律得 mv0＝mv＋mvx 解得vx＝0.1 m/s，故选项A正确． 答案　A 4．质量为M、内壁间距为L的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为m的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为μ.初始时小物块停在箱子正中间，如图1－1－所示．现给小物块一水平向右的初速度v，小物块与箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中间，并与箱子保持相对静止．设碰撞都是弹性的，则整个过程中，系统损失的动能为(　　)． A.mv2 B.v2 C.NμmgL D．NμmgL 解析　由于水平面光滑，一方面，箱子和物块组成的系统动量守恒，二者经多次碰撞后，保持相对静止，易判断二者具有向右的共同速度v′，根据动量守恒定律有mv＝(M＋m)v′，系统损失的动能为ΔEk＝mv2－(M＋m)v′2知B正确，另一方面，系统损失的动能可由Q＝ΔEk，且Q＝μmg·s相对，由于小物块从中间向右出发，最终又回到箱子正中间，其间共发生N次碰撞，则S相对＝NL，则D选项也正确． 答案　BD 4．如图1－1－所示，光滑水平直轨道上有三个滑块A、B、C，质量分别为mA＝mC＝2m，mB＝m，A、B用细绳连接，中间有一压缩的轻弹簧(弹簧与滑块不拴接)．开始时A、B以共同速度v0运动，C静止．某时刻细绳突然断开，A、B被弹开，然后B又与C发生碰撞并粘在一起，最终三滑块速度恰好相同．求B与C碰撞前B的速度． 解析　设共同速度为v，球A与B分开后，B的速度为vB，由动量守恒定律(mA＋mB)v0＝mAv＋mBvB mBvB＝(mB＋mC)v 联立式，得B与C碰撞前B的速度vB＝v0. 答案　v05．如图1－1－所示，质量为M、长为L的长木板放在光滑水平面上，一个质量也为M的物块(视为质点)以一定的初速度从左端冲上木板，如果长木板是固定的，物块恰好停在木板的右端，如果长木板不固定，则物块冲上木板后在木板上最多能滑行的距离为(　　)． A．L B. C. D. 解析　固定时，由动能定理得：μMgL＝Mv02，后来木板不固定有Mv0＝2Mv，μMgs＝Mv02－·2Mv2，故得s＝.D项正确，A、B、C项错误． 答案　D6．如图1－1－所示，轻质弹簧的一端固定在墙上，另一端与质量为m的物体A相连，A放在光滑水平面上，有一质量与A相同的物体B，从高h处由静止开始沿光滑曲面滑下，与A相碰后一起将弹簧压缩，弹簧复原过程中某时刻B与A分开且沿原曲面上升．下列说法正确的是(　　)． 图1－1－A．弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mgh B．弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为 C．B能达到的最大高度为 D．B能达到的最大高度为 解析　根据机械能守恒定律可得B刚到达水平地面的速度v0＝，根据动量守恒定律可得A与B碰撞后的速度为v＝v0，所以弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为Epm＝·2mv2＝mgh，即B正确；当弹簧再次恢复原长时，A与B将分开，B以v的速度沿斜面上滑，根据机械能守恒定律可得mgh′＝mv2，B能达到的最大高度为h/4，即D正确． 答案　BD7．如图1－1－所示，质量分别为1 kg、3 kg的滑块A、B位于光滑水平面上，现使滑块A以4 m/s的速度向右运动，与左侧连有轻弹簧的滑块B发生碰撞．求二者在发生碰撞的过程中． (1)弹簧的最大弹性势能； (2)滑块B的最大速度． 解析　(1)当弹簧压缩最短时，弹簧的弹性势能最大，此时滑块A、B共速． 由动量守恒定律得mAv0＝(mA＋mB)v 解得v＝＝ m/s＝1 m/s 弹簧的最大弹性势能即滑块A、B损失