专题16 碰撞与动量守恒(选修3-5)(第08期)-2016届高三物理百所名校速递分项汇编(解析版)

一、选择题 1.【北京市西城区2016 年高三一模试卷理科综合能力测试】如图所示，质量为M的人在远离任何星体的太空中，与他旁边的飞船相对静止。由于没有力的作用，他与飞船总保持相对静止的状态。这个人手中拿着一个质量为m的小物体，他以相对飞船为v的速度把小物体抛出，在抛出物体后他相对飞船的速度大小为

A.vMm B. vmM C. vmmM D. v

mMm

【答案】 A

考点：动量守恒定律 二，非选择题： 2.【青海省平安县第一高级中学2016届高三4月月考】如图所示，在光滑水平地面上有一质量14.0kgm的平板小车，小车的右端有一固定的竖直挡板，挡板上固定一轻质细弹簧，位于小车上A点处的质量为

21.0kgm的木块（视为质点）与弹簧的左端相接触但不连接，此时弹簧与木块间无相互作用力。木块与A点左侧的车面之间有摩擦，与A点右侧的车面之间的摩擦可忽略不计，现小车与木块一起以02.0/svm的初速度向右运动，小车将与其右侧的竖直墙壁发生碰撞。已知碰撞时间极短，碰撞后小车以11.0/msv的速度水平向左运动，取2/10gms。 ①求小车与竖直墙壁发生碰撞的过程中小车动量变化量的大小； ②若弹簧始终处于弹性限度内，求小车碰撞后弹簧的最大弹性势能。

【答案】①12/kgms；②3.6 PEJ 【解析】 试题分析：①以1v的方向为正方向，则小车与竖直墙壁发生碰撞的过程中，小车动量变化量的大小为

111012/pmvmvkgms（）。

考点：动量守恒定律、弹性势能 【名师点睛】本题考查了动量守恒和能量守恒的综合运用，关键是找出木块与小车间发生相对运动将弹簧压缩至最短时，二者速度大小相等的临界条件。 3.【上海市奉贤区2015学年第一学期高三期末调研测试】1905年爱因斯坦建立_______，使人们认识到牛顿力学只能适用________领域中的力学现象。 【答案】相对论，低速宏观 【解析】 试题分析：1905年爱因斯坦建立相对论，使人们认识到牛顿力学只能适用低速宏观领域中的力学现象。 考点：物理学史 4.【杨浦区2015学年度第一学期高三年级“3＋1”质量调研】低空跳伞是一种极限运动，人在空中降落过程中所受空气阻力随下落速度的增大而增大，而且速度越大空气阻力增大得越快。一名质量为70kg的跳伞运动员背有质量为10kg的伞包从某高层建筑顶层跳下，且一直沿竖直方向下落，其整个运动过程的v-t图象如图所示。已知2.0s末的速度为18m/s，10s末拉开绳索开启降落伞，在触地前人已经做匀速运动，16.2s时双脚已稳稳地站立在地面上。g取10m/s2，请根据此图象估算： （1）起跳后2s内运动员（包括其随身携带的全部装备）所受平均阻力的大小； （2）运动员从脚触地到最后速度减为零的过程中，若不计伞的质量及此过程中的空气阻力，则运动员所需承受地面的平均冲击力多大； （3）开伞前空气阻力对跳伞运动员（包括其随身携带的全部装备）所做的功。 【答案】（1）80N （2）2450N （3）51073.1J（W在-1.60×105J～-1.92×105J之间均可得分）

（2）由图象运动员触地前的速度52vm/s2 方法一： 触地后运动员的加速度 25222tvam/s

2

触地后地面对运动员的作用力为F，根据牛顿第二定律 2MaMgF 解得 2450FN 方法二：由动量定理22)(MvtMgF 解得 2450FN （3）由tv图可知，10s末开伞时的速度40vm/s，由图形面积代表位移，可得开伞前10s内运动员下落的高度约为296hm （说明：得出280m～320m均可得分。） 设前10s阻力所做的功为W，根据动能定理 221MvWMgh 解得 51073.1WJ（得出W在-1.60×105J～-1.92×105J之间均可得分） 考点：匀变速直线运动规律、动能定理、动量定理等 5.【上海市奉贤区2015学年第一学期高三期末调研测试】质量均为m的小物块A和木板B，B静止于光滑水平面上，A在B上左端以v0初速度滑动，从B右端以v1速度滑出。则木板B最后的速度为_______，系统机械能减少量为________。

【答案】v0－v1，mv1（v0－v1）

考点：动量守恒定律；能量守恒定律 6.【安徽省六安市第一中学2016届高三下学期一模考试理科综合】如图所示，光滑水平面上有一质量为M=10kg的静止滑槽，内部底面长度L=0.5m，另有一质量m=2kg的小滑块在滑槽内的中点上，小滑块与滑槽的动摩擦因数μ=0.2，当给小滑块一个水平向右6m/s的速度后，小滑块与滑槽碰撞为完全弹性碰撞，试问小滑块与滑槽能碰撞几次？（210/gms）

【答案】15 【解析】 试题分析：根据动量守恒可得0()mvMmv，解得v=1m/s 根据功能关系，可得系统中有22011()22mgsmvMmv，解得7.5sm 碰撞次数0.57.5221+1=15.50.5LsnL，故碰撞次数为15次 考点：考查了动量守恒定律，功能关系 【名师点睛】系统相互作用过程非常复杂，但是系统所受外力为零，因此满足动量守恒，可以依据动量守恒求解，注意开始m速度向右，因此系统动量向右，故最终小滑块和滑槽将以共同速度向右运动，由动能定理求出滑块运动的路程，根据题意判断次数 7.【湖北省沙市中学2016届高三下学期第三次半月考】（9分）如图一轻绳跨过定滑轮，两端分别栓有质量为M1=m，M2=2 m的物块，M2开始是静止于地面上，当M1自由下落H距离后，绳子突然被拉紧且不反弹（绷紧时间极短），设整个运动过程中M1都不着地。

求：（1）绳子绷紧过程中，绳对M2物块的冲量I大小？ （2）M2物块落回地面前，M2离地面的最大高度？ 【答案】见解析。

(2)此后两物块组成的系统机械能守恒，则 212112)(21)（VMMhgMM 解得：3Hh 考点：动量定理、机械能守恒。 【名师点睛】动量守恒定律的适用条件 (1)理想守恒：系统不受外力或所受外力的合力为零，则系统动量守恒． (2)近似守恒：系统受到的合力不为零，但当内力远大于外力时，系统的动量可近似看成守恒． (3)分方向守恒：系统在某个方向上所受合力为零时，系统在该方向上动量守恒． 8.【江西师大附中、鹰潭一中2016届高三下学第一次联考理科综合】如图一质量为M=2kg的铁锤，在距桩面h=3.2m处从静止开始沿竖直轨道自由落下，打在一个质量为m=6kg的木桩上，随即与木桩一起向下运动， 经时间t=0.1s停止运动。求木桩向下运动时受到地面的平均阻力大小。(铁锤的横截面小于木桩的横截面)

【答案】240fN 考点：动量守恒定律、机械能守恒定律 【名师点睛】本题考查了求阻力，分析清楚物体运动过程是正确解题的前提与关键，应用自由落体运动规律、动量守恒定律、动能定理即可正确解题。 9.【福建省厦门第一中学2016届高三下学期周考】如图所示，木板A和有14光滑圆弧面的滑块B静止在光滑水平面上，A的上表面与圆弧的最低点相切，A的左端有一可视为质点的小铁块C，现突然给C水平向右的初速度，C经过A的右端时速度变为原初速度的一半，之后滑到B上并刚好能到达圆弧的最高点，圆弧的半径为R，若A、B、C的质量均为m，重力加速度为g，求C的初速度。 【答案】08vRg= 考点：动量守恒定律、机械能守恒定律 【名师点睛】解决本题的关键是抓住系统水平方向动量守恒，再根据无摩擦运动系统机械能守恒，掌握解决问题的思路是正确解题的关键。 10.【江苏省清江中学2016届高三考前一周双练冲刺模拟】一质量为0.5kg的小球A以2.0/ms的速度和静止与光滑水平面上质量为1kg的另一个大小相等的小球B发生正碰，碰撞后它以0.2/ms的速度反弹，求： ①原来静止小球获得的速度大小； ②碰撞过程中损失的机械能。

【答案】①1.1/ms；②0.38J； 【解析】 试题分析：①碰撞过程，由动量守恒定律得：111122mvmvmv，解得：21.1/vms。②碰撞过程损失的机

械能：2221111221110.38222EmvmvmvJ。 考点：动量守恒定律、机械能守恒定律 【名师点睛】小球碰撞过程中动量守恒、机械能不守恒，由动量守恒定律与能量守恒定律可以正确解题，应用动量守恒定律解题时要注意正方向的选择。 11.【河北省邯郸市第一中学2016届高三第十次研究性考试】如图所示，质量为2Bkgm的木块B静止在光滑水平面上，一质量为1Akgm的木块A以某一初速度05/vms沿水平方向向右运动，与B碰撞后都向右运动。木块B与挡板碰撞后立即反弹（设木块B与挡板碰撞过程无机械能损失）。后来木块B与A发生二次碰撞，碰后A、B同向运动，速度大小分别为1.2/ms、0.9/ms。求： ①第一次木块A、B碰撞过程中A对B的冲量大小和方向； ②木块A、B第一次碰撞过程中系统损失的机械能是多少？

【答案】①4/kgms，方向向右 ②8J

②由能量守恒定律得，第二次碰撞过程中：0222111118222AAABBEmvmvmvJ。 考点：动量守恒定律；功能关系 【名师点睛】对于碰撞，要掌握其基本规律是系统的动量守恒，要注意选取正方向，准确表示出速度的方向，对于碰撞过程，物体所受的是变力，求功或能量变化往往用能量守恒定律或动能定理求解。 12.【江西省赣州市2016届高三3月摸底考试（一模）理科综合】如图所示是固定在水平地面上的横截面为“”形的光滑长直导轨槽，槽口向上（图为俯视图）。槽内放置一个木质滑块，滑块的左半部是半径为R的半圆柱形光滑凹槽，木质滑块的宽度为2R，比“”形槽的宽度略小。现有半径r(r<速度v0=4m/s冲向滑块，从滑块的一侧半圆形槽口边缘进入。已知金属小球的质量为m=1kg，木质滑块的质量为M=3kg，整个运动过程中无机械能损失。求：