人教版高考总复习一轮物理精品课件 第6单元 动量 素养练10多体碰撞问题的解题思路(科学思维).ppt

素养练10多体碰撞问题的解题思路(科学思维)甲、乙两人站在光滑的水平冰面上,他们的质量都是m,甲手持一个质量为m的球,现甲把球以对地为v的速度传给乙,乙接球后又以对地为2v的速度把球传回甲,甲接到球后,甲、乙两人的速度大小之比为(忽略空气阻力)()D

1234567解析以甲抛球时球的速度方向为正方向,以甲与球组成的系统为研究对象,抛球过程动量守恒,由动量守恒定律得mv-mv1=0,以乙与球组成的系统为研究对象,乙接球过程系统动量守恒,由动量守恒定律得mv=(m+m)v2,乙抛球过程,动量守恒,由动量守恒定律得(m+m)v2=-m·2v+mv2,甲接球过程(多选)(2023浙江丽水中学期末)水平冰面上有一固定的竖直挡板,一滑冰运动员面对挡板静止在冰面上,他把一质量为5.0kg的静止物块以大小为4.0m/s的速度沿与挡板垂直的方向推向挡板,运动员获得退行速度;物块与挡板弹性碰撞,速度反向,追上运动员时,运动员又把物块推向挡板,使其再一次以大小为4.0m/s的速度与挡板弹性碰撞。总共经过7次这样推物块后,运动员退行速度的大小大于4.0m/s,反弹的物块不能再追上运动员。不计冰面的摩擦力,该运动员的质量可能为()A.45kg B.50kg C.58kg D.63kgCD

1234567解析选运动员退行的速度方向为正方向,设运动员的质量为m,物块的质量为m,物块被推出时的速度大小为v0,运动员第一次推出物块后的退行速度大小为v1,根据动量守恒定律,运动员第一次推出物块时有0=mv1-mv0,物块与挡板发生弹性碰撞,以等大的速率反弹;第二次推出物块时有mv1+mv0=-mv0+mv2,依次类推mv2+mv0=-mv0+mv3,mv6+mv0=-mv0+mv7,由题可知,运动员的退行速度v7v0,v6v0,解得55kgm65kg,故选C、D。(多选)如图所示,水平光滑地面上停放着一辆质量为m的小车,半径R=0.7m的四分之一光滑圆弧轨道在最低点与水平轨道相切于A点。在水平轨道的右端固定一个轻弹簧,弹簧处于自然长度时左端位于水平轨道的B点正上方,B点右侧轨道光滑,A、B的距离为L=2.5m,一个质量也为m的可视为质点的物块从圆弧轨道最高点以v0=6m/s的速度开始滑下,则在以后的运动过程中(重力加速度g取10m/s2,弹簧始终在弹性限度内,空气阻力不计)()A.若A、B间的轨道也光滑,小车的最大速度为5m/sB.若A、B间的轨道也光滑,物块运动到最高点时到水平轨道的距离为2.5mC.若物块与A、B间轨道的动摩擦因数为0.5,弹簧的最大弹性势能等于因摩擦产生的总热量D.若物块与A、B间轨道的动摩擦因数为0.5,小车运动的总位移大小为0.35mABD

1234567如图所示,光滑的水平地面上放置一静止的质量为m=1kg的长木板A,一质量同为m=1kg的小物块,以初速度v0=7m/s水平向右冲上长木板A左上端,经过t=2s后小物块运动到长木板A右端,此时长木板A恰好与静止在水平面上带有半径R=0.8m四分之一光滑圆弧轨道的木板B相碰。碰撞后,小物块沿水平方向冲上木板B的圆弧轨道。已知小物块与长木板A之间的动摩擦因数μ=0.1,A、B之间碰撞时间极短,且碰撞属于完全弹性碰撞,长木板A的高度与木板B左端等高,均为H=5cm,木板B的质量为m=3kg,重力加速度g取10m/s2。

1234567(1)求A、B碰撞前瞬间,小物块与长木板A的速度大小;(2)求A、B碰撞后瞬间,木板B的速度大小;(3)小物块能否从木板B右上端a点离开?若能,请求出半径R为多少时,小物块将无法从木板B上端的a点离开;若不能,请求出小物块落到地面时,小物块与木板B左端的水平距离x。答案(1)5m/s2m/s(2)1m/s(3)不能0.4m

1234567解析(1)小物块受向左的摩擦力大小Ff=μmg=1N木板受向右的摩擦力大小Ff=μmg=1NA、B碰撞前瞬间,小物块的速度大小v1=v0+a1t=5m/s长木板A的速度大小vA=a2t=2m/s。(2)以向右为正方向,A、B碰撞后瞬间,由动量守恒、机械能守恒可得mvA=mvA+mvB联立解得vB=1m/s。

1234567(3)小物块与B共速时,由动量守恒可得mv1+mvB=(m+m)v共解得v共=2m/s由能量守恒可得,此时小物块的重力势能增加解得ΔEp=6JmgR=8J即小物块不能从木板B上端的a点离开,小物块到达B的左端时,由动量守恒、机械能守恒可得mv1+mvB=mv2+mvB

1234567如图所示,小球