[高考]20xx年高考物理考前沖刺大題精做專題11動(dòng)量和動(dòng)量守恒-資料下載頁(yè)
2025-01-09 16:21本頁(yè)面
【正文】 塊靜止，圓筒內(nèi)壁對(duì)滑塊的阻力為零，彈簧的長(zhǎng)度為 m 的物體從距地 面 2l 處自由落下，與滑塊發(fā)生碰撞，碰撞時(shí)間極短．碰撞后物體與滑塊粘在一起向下運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)后又被彈回向上運(yùn)動(dòng)，滑動(dòng)到剛發(fā)生碰撞位置時(shí)速度恰好為零，不計(jì)空氣阻力．求 (1)物體與滑塊碰撞后共同運(yùn)動(dòng)速度 的大??； (2)碰撞后，在滑塊向下運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)的過(guò)程中彈簧彈性勢(shì)能的變化量． 【解析】 (1)設(shè)物體下落至與薄滑塊碰撞前的速度為 v0，在此過(guò)程中機(jī)械能守恒，依據(jù)機(jī)械能守恒定律有 mgl＝ mv20/2 解得 v0＝ 2gl 設(shè)碰撞后 共同速度為 v，依據(jù)動(dòng)量守恒定律有 mv0＝ 2mv 解得 v＝ 12 2gl. 28 8．兩磁鐵各放在一輛小車上，小車能在水平面上無(wú)摩擦地沿同一直線運(yùn)動(dòng)．已知甲車和磁鐵的總質(zhì)量為 kg，乙車和磁鐵的總質(zhì)量為 N極相對(duì)，推動(dòng)一下，使兩車相向運(yùn)動(dòng)．某時(shí)刻甲的速度為 2 m/s，乙的速率為 3 m/s，方向與甲相反．兩車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終未相碰．求： (1)兩車最近時(shí)，乙的速度為多大？ (2)甲車開(kāi)始反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，乙車的速度為多大？ 9． (2022 重慶 模擬 )如圖所示， A、 B為兩個(gè)大小可視為質(zhì)點(diǎn)的小球， A的質(zhì)量 M＝ kg， B的質(zhì)量 m＝ kg， B 球用長(zhǎng) l＝ m 的輕質(zhì)細(xì)繩吊起，當(dāng) B 球處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)， B 球恰好與光滑弧形軌道 PQ 的末端點(diǎn) P(P端切線水平 )接觸但無(wú)作用力．現(xiàn)使 A球從距軌道 P端 h＝ m的 Q點(diǎn)由靜止釋放，當(dāng) A 球運(yùn)動(dòng)到軌道 P 端時(shí)與 B 球碰撞，碰后兩球粘在一起運(yùn)動(dòng)．若 g 取 10 m/s2，求兩球粘在一起后，懸繩的最大拉力為多大？ 29 10．如圖所示，在光滑的水平桌面上有一長(zhǎng)為 L＝ 2 m 的木板 C，它的兩端各有一塊擋板， C的質(zhì)量為 mC＝ 5 kg，在 C的中央并排放著兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊 A與 B，其質(zhì)量分別為 mA＝ 1 kg、 mB＝ 4 kg，開(kāi)始時(shí) A、 B、 C 均處于靜止?fàn)顟B(tài)，并且 A、 B間夾有少許炸藥，炸藥爆炸使得 A以 vA＝ 6 m/s的速度水平向左運(yùn)動(dòng)，不計(jì)一切摩擦，兩滑塊中任一塊與擋板碰撞后就與擋板合成 一體，爆炸與碰撞時(shí)間不計(jì)，求： (1)當(dāng)兩滑塊都與擋板碰撞后，板 C的速度多大？ (2)從爆炸開(kāi)始到兩個(gè)滑塊都與擋板碰撞為止，板 C的位移多大？方向如何？ (2)炸藥爆炸， A、 B獲得的速度大小分別為 vA、 ，有： 30 11．如圖所示，甲車質(zhì)量 m1＝ m，在車上有質(zhì)量為 M＝ 2m 的人，甲車 (連同車上的人 )從足夠長(zhǎng)的斜坡上高 h 處由靜止滑下，到水平面上后繼續(xù)向前滑動(dòng)，此時(shí)質(zhì)量 m2＝ 2m 的乙車正以 v0的 速度迎面滑來(lái)，已知 h＝ 2v02g ，為了使兩車不可能發(fā)生碰撞，當(dāng)兩車相距適當(dāng) 距離時(shí)，人從甲車跳上乙車，試求人跳離甲車的水平速度 (相對(duì)地面 )應(yīng)滿足什么條件？不計(jì)地面和斜坡的摩擦，小車和人均可看作質(zhì)點(diǎn)． 即 (2m＋ 2m)v′ 2＝ 2mv－ 2mv0② 解得 v′ 1＝ 6v0－ 2v③ 31 v′ 2＝ 12v－ 12v0④ 兩車不可能發(fā)生碰撞的臨界條件是： v′ 1＝ 177。 v′ 2 當(dāng) v′ 1＝ v′ 2時(shí)，由 ③④ 解得 v＝ 135v0 當(dāng) v′ 1＝－ v′ 2時(shí)，由 ③④ 解得 v＝ 113v0 故 v的取值范圍為： 135v0≤ v≤ 113v0. 答案： 135v0≤ v≤ 113v0 12．某同學(xué)用圖 6(a)所示裝置通過(guò)半徑相同的 A、 B兩球的碰撞來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律．圖中 PQ是斜槽， QR為水平槽．實(shí)驗(yàn)時(shí)先使 A球從斜槽上某一固定位置 G由靜止開(kāi)始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡．重復(fù)上述操作 10 次，得到 10個(gè)落點(diǎn)痕跡．再把 B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓 A球仍從位置 G由靜止開(kāi)始滾下，和 B球碰撞后， A、 B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡，重復(fù)這種操作 10 次．圖 6(a)中 O 點(diǎn)是 水平槽末端 R 在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)． B球落點(diǎn)痕跡如圖 6(b)所示，其中米尺水平放置，且平行于 G、 R、 O所在的平面，米尺的零點(diǎn)與 O點(diǎn)對(duì)齊． (1)碰撞后 B球的水平射程應(yīng)取為 __________cm； (2)在以下選項(xiàng)中，哪些是本次實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行的測(cè)量？ 答： __________(填選項(xiàng)號(hào) ) A．水平槽上未放 B球時(shí)，測(cè)量 A球落點(diǎn)位置到 O 點(diǎn)的距離 B． A球與 B球碰撞后，測(cè)量 A球落點(diǎn)位置到 O點(diǎn)的距離 C．測(cè)量 A球和 B球的直徑 D．測(cè)量 A球和 B球的質(zhì)量 (或兩球質(zhì)量之比 ) E．測(cè)量 G點(diǎn)相對(duì)于水平槽面的高度 解析： (1)A球與 B球碰后都做平拋運(yùn)動(dòng)，高度相同，在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間都相同，水平射程與其速度成正比．而水平射程是將 10 個(gè)落點(diǎn)用盡量小的圓圈起來(lái)，其圓心即為落點(diǎn)．從尺上讀數(shù)就可讀 32 出 cm.(2)由于 B 球是放在水平槽上，所以 A、 B 兩球的水平射程的起點(diǎn)都是 O 點(diǎn)，應(yīng)選 A、 B兩項(xiàng)．設(shè)沒(méi)放 B 球時(shí)， A 球落點(diǎn)為 P，由動(dòng)量守恒定律得 mA OP ＝ mA OA ＋ mB OB ，需要測(cè)量 A、 B 兩球的質(zhì)量，應(yīng)選 D. 答案： ABD 13．如圖 7 所示，兩只質(zhì)量均為 120 kg 的小船靜止在水面上，相距 10 m，并用鋼繩連接．一個(gè)質(zhì)量為 60 kg的人在船頭以恒力 F拉繩，不計(jì)水的阻力，求： 圖 7 (1)當(dāng)兩船相遇時(shí)，兩船各行進(jìn)了多少米？ (2)當(dāng)兩船相遇不相碰的瞬間，為了避免碰撞，人從甲船跳向乙船需要對(duì)地的最小水平速度為 6 m/s，計(jì)算原來(lái)人拉繩的恒力 F. 14．平直的軌道上有一節(jié)車廂，車廂以 12 m/s 的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻與一質(zhì)量為其一半的靜止的平板車掛接時(shí)，車廂頂邊緣上一個(gè)小鋼球向前滾出，如圖 8所示，平板車與車廂頂高度差為 m，設(shè)平板車足夠長(zhǎng)，求鋼球落在平 板車上何處？ (g取 10 m/s2) 解析：兩車掛接時(shí)，因掛接時(shí)間很短，可以為鋼球速度不變，以兩車為對(duì)象，碰后速度為 v，由動(dòng)量守恒可得： Mv0＝ (M＋ M2)v 解得： v＝ 2v0/3＝ 8 m/s 33
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