山东专用2024年高考物理一轮复习专题七碰撞与动量守恒_应用集训含解析.docxVIP

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专题七碰撞与动量守恒

应用篇

【应用集训】

应用一应用动量守恒定律探究人船模型问题

1.如图所示,AB为一光滑水平横杆,杆上套一质量为M的圆环,环上系一长为L质量不计的细绳,细绳的另一端拴一个质量为m的小球。现将细绳拉直,且与AB平行,由静止释放小球,则

①当细绳与AB成θ角时,圆环移动的距离是多少?

②若在横杆上立一挡板,与环的初位置相距多远时才能使圆环在运动过程中不与挡板相碰?

答案①mL(1-

2.(2024山东滨州三模,17)如图所示,一木板放置在足够长的光滑水平面上,木板上有一只青蛙,木板和青蛙均处于静止状态。小球O被AB和CD两段轻绳悬挂在天花板上,CD绳水平,AB绳与竖直方向的夹角为θ(θ很小)。已知AB绳长为l,青蛙质量为m,木板的质量为M,青蛙距A点的水平距离为x0,x0满意关系式x0=4πl2(1-cosθ)。割断CD的同时,青蛙斜向上跳起,青蛙跳到最高点时,小球恰好向右运动到最低点,同时青蛙恰好吃到小球。青蛙和小球均可看作质点,重力加速度取g。(结果用l,x0,M,m

(1)从青蛙起跳到吃到小球的过程中,木板运动位移的大小;

(2)小球运动到最低点速度的大小;

(3)青蛙吃到小球前的瞬间,青蛙速度的大小。

答案(1)x1=mMx0(2)x04πgl

应用二应用动量和能量观点探究力学综合问题

1.(2024山东莱芜一中月考,17)如图所示,倾角θ=37°的光滑固定斜面上放有A、B、C三个质量均为m=0.5kg的物块(均可视为质点),A锁定,C与斜面底端处的挡板接触,B与C通过轻弹簧相连且均处于静止状态,A、B间的距离d=3m,现释放A,一段时间后A与B发生碰撞,A、B碰撞为弹性碰撞,碰撞后马上撤去A,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。

(1)求A与B碰撞前瞬间A的速度大小v0;

(2)若B沿斜面对下运动到速度为零时(此时B与C未接触,弹簧仍在弹性限度内),弹簧的弹性势能增量Ep=10.8J,求B沿斜面对下运动的最大距离x;

(3)若C刚好要离开挡板时,B的动能Ek=8.7J,求弹簧的劲度系数k。

答案(1)6m/s(2)0.6m(3)60N/m

2.(2024山东青岛二模,18)如图,长度l0=0.9m的木板a静止于光滑水平面上,左端与固定在墙面上的水平轻弹簧相连,弹簧的劲度系数k=15N/m;木板左端放有一质量m0=1.2kg的小物块(可视为质点),质量m=0.4kg的足够长木板b与a等高,静止于水平面上a的右侧,距离b右侧x0处固定有挡板c。某时刻小物块以速度v0=9m/s向右起先运动,a向右运动到最远时恰好与b相遇但不相撞,在a某次到达最远处时,物块刚好离开a滑到b上,此过程中物块的速度始终大于木板a的速度,b与挡板c碰撞时无机械能损失,物块与a、b之间的动摩擦因数均为μ=0.5。不计空气阻力,g=10m/s2。

(1)证明:物块在木板a上滑动过程中,a做简谐运动;

(2)若b与c碰撞前物块和b已达共速,求x0满意的最小值;

(3)在b与c发生第5次碰撞后将c撤走,求b的最终速度。

答案(1)见解析(2)1.2m(3)316

[老师专用题组]

【应用集训】

1.(2024广东广州模拟)篮球运动员接传来的篮球时,通常要先伸出两臂迎球,手触到球瞬间顺势后引。这样可以减小 ()

A.球对手的力的冲量

B.球对手的力的大小

C.球的动量变更量

D.球的动能变更量

答案B球对手的冲量I=mv-mv0不变,故选项A错误;篮球运动员接传来的篮球时,通常要先伸出两臂迎球,手触到球瞬间顺势后引,增加了手与球间的相互作用时间,依据Ft=mv-mv0可知,减小了球对手的力的大小,故选项B正确;依据动量变更Δp=mv-mv0可知,动量变更量相同,故选项C错误;球的动能变更量ΔEk=12mv2-12mv02不变

2.(2024湖北宜昌模拟)(多选)一质量为m的运动员托着质量为M的重物从下蹲状态(图甲)缓慢运动到站立状态(图乙),该过程重物和人的肩部相对位置不变,运动员保持图乙状态站立Δt时间后再将重物缓慢向上举,至双臂伸直(图丙)。甲到乙、乙到丙过程重物上升的高度分别为h1、h2,经验的时间分别为t1、t2,则 ()

A.地面对运动员的冲量大小为(M+m)g(t1+t2+Δt),地面对运动员做的功为0

B.地面对运动员的冲量大小为(M+m)g(t1+t2),地面对运动员做的功为(M+m)g(h1+h2)

C.运动员对重物的冲量大小为Mg(t1+t2+Δt),运动员对重物做的功为Mg(h1+h2)

D.运动员对重物的冲量大小为Mg(t1+t2),运动员对重物