人教版高考物理一轮总复习精品课件 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

12345677.(2023浙江山河联盟高三模拟)如图所示,长为L2=2m的水平传送带以v=2m/s的速度匀速转动,紧靠传送带两端的水平面上各静止一个物块B和C,mB=mC=1.0kg。在距传送带左端s=0.5m的水平面上放置一竖直固定弹性挡板,物块与挡板碰撞后会被原速率弹回,右端有一倾角为37°且足够长的粗糙倾斜轨道de,斜面底端与传送带右端平滑连接。现从距斜面底端L1=2m处由静止释放一质量mA=0.6kg的物块A,一段时间后物块A与B发生碰撞,碰撞后B滑上传送带,A被取走。已知物块B、C与传送带间的动摩擦因数μ1=0.2,与水平面间的动摩擦因数μ2=0.02,物块A与斜面间的动摩擦因数μ3=0.25,物块间的碰撞都是弹性正碰,不计物块大小,g取10m/s2。sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:1234567(1)物块A与物块B相碰前物块A的瞬时速度大小;(2)物块B与物块C第一次碰撞前,物块B在传送带上滑行过程中因摩擦产生的内能;(3)整个过程中,物块C与挡板碰撞的次数。1234567答案(1)4m/s(2)0.5J(3)10解析(1)根据题意,物块A在下滑到斜面底端的过程中,由动能定理得代入数据可得vA=4m/s。(2)A、B两物块发生弹性碰撞,设碰后A的速度为vA1,B的速度为vB,由动量守恒定律有mAvA=mAvA1+mBvB代入数据得vB=3m/s物块B在传送带上运动的速度大于传送带速度,物块B做匀减速运动,对物块BaB=μ1g=2m/s21234567物块B经时间t1后,速度与传送带速度相等,设向左运动的位移为x,则有由于xL2,物块B与传送带速度相等后一起与传送带做匀速运动,此过程传送带向左的位移s1=vt1=1m因此物块B与传送带间因摩擦而产生的热量Q=μ1mBg(x-s1)代入数据得Q=0.5J。1234567(3)物块B与物块C在传送带左端发生弹性碰撞,取向左为正方向,由动量守恒定律有mBv=mBvB1+mCvC1代入数据得vB1=0vC1=2m/s由此可知,以后每次B与C相碰,速度都发生交换。对物块C,设来回运动了n次,由动能定理可知代入数据得n=10。本课结束素养练10多体碰撞问题的解题思路(科学思维)12345671.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)()D1234567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12345672.(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.63kgCD1234567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。12345673.(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.