《大高考》2016届高考物理(全国通用)配套课件+配套练习：专题十七碰撞与动量守恒三年模拟精选选编.doc

A组　基础训练 一、选择题 1．(2015·福建福州一模)如图所示，光滑的水平面上，小球A以速度v0向右运动 时与静止的小球B发生对心正碰,碰后A球的速率为eq \f(v0,3)，B球的速率为eq \f(v0,2)，A、 B两球的质量之比为(　　) A．3∶8 B．3∶5 C．2∶3 D．4∶3 解析　碰撞瞬间动量守恒,规定向右为正方向，则有mAv0＝±mAeq \f(v0,3)＋mBeq \f(v0,2)，解 得：eq \f(mA,mB)＝eq \f(3,8)或eq \f(mA,mB)＝eq \f(3,4)，所以A正确． 答案　A 二、非选择题 2．(2015·湖北六校调考)如图所示,一质量为eq \f(m,3)的人站在质量为m的小船甲上，以 速度v0在水面上向右运动.另一完全相同小船乙以速率v0从右方向左方驶来， 两船在一条直线上运动．为避免两船相撞，人从甲船以一定的速率水平向右 跃到乙船上，求：为能避免两船相撞，人水平跳出时相对于地面的速率至少 多大？ 解析　速度v最小的条件是人跳上乙船稳定后两船的速度相等，以甲船的初 速度方向为正方向，以甲船和人组成的系统为研究对象，由动量守恒定律得 (m＋eq \f(1,3)m)v0＝mv船＋eq \f(1,3)mv 以乙船与人组成的系统为研究对象，以人的速度方向为正方向 由动量守恒定律得－mv0＋eq \f(1,3)mv＝(m＋eq \f(1,3)m)v船 解得v＝eq \f(25,7)v0 答案　eq \f(25,7)v0 3．(2015·河北邢台摸底)如图所示，质量为M＝50 g的木块用长为L＝1 m的轻绳 悬挂于O点,质量为m＝10 g的子弹以速度v1＝500 m/s向左水平穿过木块后， 速度变成v2＝490 m/s，该过程历时极短可忽略不计，之后木块在竖直面内摆 起来，经时间t＝0.6 s摆到最高点，不计空气阻力，重力加速度为g＝10 m/s2. 试求： (1)子弹穿过木块过程中，木块所受冲量大小； (2)子弹穿过木块的过程，系统增加的热量Q. 解析　(1)子弹穿过木块的瞬间子弹和木块构成的系统动量守恒，假设子弹穿 过木块后木块具有的瞬时速度为v，则有 mv1＝Mv＋mv2 解得v＝2 m/s 由动量定理得I＝Mv－0＝0.1 N·s (2)子弹穿过木块的瞬间子弹和木块构成的系统动量守恒，假设子弹穿过木块 后木块具有的瞬时速度为v，则有mv1＝Mv＋mv2① 由能量守恒可知，系统损失的机械能等于系统增加的热量，即 eq \f(1,2)mveq \o\al(2,1)－eq \f(1,2)mveq \o\al(2,2)－eq \f(1,2)Mv2＝Q② 联立①②解得Q＝49.4 J 答案　(1)0.1 N·s　(2)49.4 J 4．(2015·中原名校、豫南九校一模)如图所示,一质量M＝4 kg的小车左端放有一 质量m＝1 kg的铁块,它们以大小v0＝4 m/s的共同速度沿光滑水平面向竖直 墙运动，车与墙碰撞的时间t＝0.01 s，不计碰撞时机械能的损失，且不计在 该时间内铁块速度的变化．铁块与小车之间的动摩擦因数μ＝0.5，车长L足 够长，铁块不会到达车的右端，最终小车与铁块相对静止．求： (1)车与墙碰撞的平均作用力的大小F； (2)整个过程中因摩擦产生的热量Q. 解析　(1)车与墙碰后瞬间,小车的速度向左，大小为v0，故由动量定理得Ft ＝2Mv0 解得F＝3 200 N (2)车与墙碰后瞬间，铁块的速度未变，其大小仍是v0，方向向右，根据动量 守恒定律知，小车与铁块相对静止时的共同速度必向左，设为v，则有Mv0 －mv0＝(M＋m)v 根据能量守恒定律，有Q＝eq \f(1,2)(M＋m)veq \o\al(2,0)－eq \f(1,2)(m＋M)v2 解得Q＝25.6 J 答案　(1)3 200 N　(2)25.6 J 5．(2015·湖南永州联考)如图所示,在光滑水平面上物块A处于静止状态，A的质 量为1 kg.某时刻一质量为m0＝0.2 kg的子弹以v0＝60 m/s的初速度水平射向 物块A，从A中穿出时子弹的速率是20 m/s.求： (1)子弹穿出后物块A的速度大小； (2)在穿出过程中系统损失的机械能． 解析　(1)子弹跟A作用，动量守恒mv0＝m0v1＋mAvA 得vA＝8 m/s (2)在此过程中子弹和木块A组成的系统损失的机械能为ΔE， ΔE＝eq \f(1,2)mveq \o\al(2,0)－eq \f(