高考专题七碰撞与动量守恒考点1动量、冲量、动量定理1.[生产生活实践问题情境——暴雨撑伞]如果没有空气阻力,天上的云变成雨之后落到地面,在经过一路的加速后,到达地面时的速度会达到300m/s,这样的速度基本相当于子弹速度的一半,是非常可怕的.由于空气阻力的作用,雨滴经过变加速运动,最终做匀速运动,一般而言,暴雨级别的雨滴落地时的速度为8~9m/s.某次下暴雨时李明同学恰巧撑着半径为0.5m的雨伞(假设伞面水平,雨水的平均密度为0.5kg/m3),由于下雨使李明增加撑雨伞的力最小约为()A.0.25NB.2.5NC.25ND.250N2.[2021某某名校高三联考]如图所示为某飞船与空间站对接时的示意图.已知空间站的质量为9.8×104kg,飞船受到推进器的推力F为500N,飞船与空间站对接后,推进器工作20s,飞船和空间站的速度增加0.1m/s,则()A.对接前后,飞船和空间站的动量守恒B.推进过程中,飞船对空间站的冲量与空间站对飞船的冲量相同C.飞船的质量为1.0×103kgD.推进过程中,飞船对空间站的推力为490N3.[新素材]有一宇宙飞船,它的正面有效面积S=2m2,以v=3×103m/s的相对速度飞入一宇宙微粒区.此微粒区1m3空间中有一个微粒,每一个微粒的平均质量为m=2×10-7kg,设微粒与飞船外壳碰撞后附着于飞船上,要使飞船速度不变,飞船的牵引力应增加()A.3.6×103NB.3.6NC.1.2×103ND.1.2N-26-/26
高考4.[2020某某统考,多选]第二届进博会于2019年11月在某某举办,会上展出了一种乒乓球陪练机器人,该机器人能够根据发球人的身体动作和来球信息,及时调整球拍将球击回,若机器人将乒乓球以原速率斜向上击回,球在空中运动一段时间后落到对方的台面上,忽略空气阻力和乒乓球的旋转,下列说法正确的是()A.击球过程合外力对乒乓球做功为零B.击球过程合外力对乒乓球的冲量为零C.在上升过程中,乒乓球处于失重状态D.在下落过程中,乒乓球处于超重状态5.有一种灌浆机可以持续将某种涂料以速度v喷在墙壁上,其喷射出的涂料产生的压强为p,若涂料打在墙壁上后便完全附着在墙壁上,涂料的密度为ρ,则墙壁上涂料厚度增加的速度u为()A.u=B.u=C.u=D.u=6.拍皮球是大家都喜欢的体育活动,能强身健体.已知皮球质量为m=0.4kg,为保证皮球每次与地面碰撞后自然跳起的最大高度均为h=1.25m,小明需每次在球到达最高点时拍球,每次拍球作用的距离为s=0.25m,使球在离手时获得一个竖直向下、大小为4m/s的初速度v.若不计空气阻力及球的形变,g取10m/s2,则每次拍球()A.手给球的冲量为1.6kg·m/sB.手给球的冲量为2.0kg·m/sC.人对球做的功为3.2JD.人对球做的功为2.2J-26-/26
高考7.[2021某某某某高三摸底测试,8分]如图所示,质量m=2kg的木块静置在水平面上,受到一水平飞行的子弹打击,木块被子弹瞬间击穿后(击穿前后木块质量不变),在水平面上滑行了x=8m距离后静止.已知木块与水平面间的动摩擦因数μ=0.4,重力加速度g=10m/s2.求:(1)木块被击穿后获得的速度大小;(2)子弹对木块的打击力冲量的大小.考点2动量守恒定律1.[2021某某某某高三调研]A、B两小球在光滑水平面上发生正碰,小球A的质量为m1=0.2kg,碰撞前、后两球位置与时间的关系如图所示,由此可以判断()A.小球B的质量为m2=0.6kgB.小球B的质量为m2=0.2kgC.碰后小球A和B运动方向相同D.碰前小球A做加速运动,小球B做匀速运动2.[2021某某某某一模,多选]如图所示,光滑水平面上有一质量为2M、半径为R(R足够大)的圆弧曲面C,质量为M的小球B置于其底端,另一个小球A质量为,小球A以v0=6m/s的速度向B运动,并与B发生弹性碰撞,不计一切摩擦,小球均视为质点,则()-26-/26
高考A.B的最大速率为4m/sB.B运动到最高点时的速率为m/sC.B能与A再次发生碰撞D.B不能与A再次发生碰撞3.[2020某某某某高三模拟,多选]质量为M、左右内壁间距为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(可视为质点),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,不计空气阻力,则整个过程中,小物块与箱子组成的系统损失的动能为()A.mv2B.·v2C.NμmgLD.NμmgL4.[新题型]如图所示,光滑水平面上停放一个木箱和小车,木箱质量为m,小车和人总质量为M,M:m=4:1,人以速率v沿水平方向将木箱推出,木箱被挡板以原速率反弹回来以后,人接住木箱再以同样大小的速率v第二次推出木箱,木箱又被原速反弹……,则人最多能推木箱的次数为()A.2B.3C.4D.15.[2021某某某某高三调研,10分]如图所示,光滑半圆轨道竖直固定在光滑水平面上,直径MN竖直.刚开始时,小物块P和Q-26-/26
高考静止,二者间有一被压缩后锁定的轻弹簧(与物块未拴接),弹簧锁定时的弹性势能为9J.解除锁定(时间极短)后,P、Q将与弹簧分离.已知P、Q的质量均为0.25kg,半圆轨道的半径R=0.4m,重力加速度g取10m/s2,不计一切阻力.(1)解除锁定后,求P、Q与弹簧分离时的速度大小;(2)判断Q能否通过半圆轨道的最高点,并说明理由.考点3实验:验证动量守恒定律1.[6分]某实验小组利用如图甲所示的实验装置验证动量守恒定律.实验的主要步骤如下:①用游标卡尺测量小球A、B的直径d,如图乙所示,用天平测量小球A、B的质量分别为m1、m2;②用两条细线分别将球A、B悬挂于同一水平高度,且自然下垂时两球恰好相切,球心位于同一水平线上;③将球A向左拉起至其悬线与竖直方向的夹角为α时由静止释放,与球B碰撞后,测得球A向左摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为θ1,球B向右摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为θ2.(1)小球的直径d=cm. (2)若两球碰撞前后的动量守恒,则其表达式可表示为(用①、③中测量的量表示). -26-/26
高考(3)完成实验后,实验小组进一步探究.用质量相同的A、B两球重复实验步骤②、③,发现A球与B球碰撞后,A球静止,B球向右摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角略小于α,由此他们判断A、B两球的碰撞是(填“弹性碰撞”“非弹性碰撞”或“完全非弹性碰撞”). 2.[7分]某同学用图甲所示装置通过M、N两弹性小球的碰撞来验证动量守恒定律,图甲中A是斜槽导轨,固定在水平桌面上,斜面BF顶端B点与斜槽导轨的水平末端平滑相接.实验时先使M球从斜槽上某一固定位置静止释放,落到斜面上的记录纸上留下痕迹,重复上述操作10次,得到M球的10个落点痕迹,如图乙所示,刻度尺贴近斜面且零刻度线与B点对齐.再把N球放在斜槽导轨水平末端,让M球仍从原位置静止释放,和N球碰撞后两球分别在斜面记录纸上留下各自的落点痕迹,重复这种操作10次.(不考虑小球对斜面的二次碰撞)(1)为了更精确地做好该实验,对两个碰撞小球的要求是M球的半径N球的半径,M球的质量N球的质量.(填“小于”“等于”或“大于”) (2)由图乙可得M球不与N球碰撞时在斜面上的平均落点位置到B点的距离为cm. (3)若已知斜面BF的倾角为θ,利用天平测出M球的质量m1,N球的质量m2,利用刻度尺测量平均落点位置C、D、E到B的距离分别为LC、LD、LE,,由上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是.(用所给物理量的字母表示) 3.[2020某某统考,6分]2019年9月,我国成功完成了76km/h高速列车实车对撞试验,标志着我国高速列车安全技术达到了世界领先水平.某学习小组受此启发,设计了如下的碰撞实验,探究其中的能量损耗问题,实验装置如图甲所示.-26-/26
高考该小组准备了质量分别为0.20kg、0.20kg、0.40kg的滑块A、B、C,滑块A右侧带有自动锁扣,左侧与穿过打点计时器(图中未画出)的纸带相连,滑块B、C左侧均带有自动锁扣,打点计时器所接电源的频率f=50Hz.调整好实验装置后,在水平气垫导轨上放置A、B两个滑块,启动打点计时器,使滑块A以某一速度与静止的滑块B相碰并粘合在一起运动,纸带记录的数据如图乙所示;用滑块C替代滑块B,重复上述实验过程,纸带数据如图丙所示.(1)根据纸带记录的数据,滑块A与B碰撞过程中系统损失的动能为J,滑块A与C碰撞过程中系统损失的动能为J.(计算结果均保留2位有效数字) (2)根据实验结果可知,被碰物体质量增大,系统损失的动能(填“增大”“减小”或“不变”). 一、选择题(共9小题,54分) 1.[生产生活实践问题情境——篮球撞击篮板]质量为m的篮球以水平速度大小v撞击竖直篮板后,以水平速度大小v'被弹回,已知v'
微信/支付宝扫码支付