2022年高考物理一輪復習方案 第19講 彈性碰撞和非彈性碰撞(含解析)

上傳人:xt****7 文檔編號:106579645 上傳時間:2022-06-13 格式:DOC 頁數(shù):5 大?。?65.50KB
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1、2022年高考物理一輪復習方案 第19講 彈性碰撞和非彈性碰撞(含解析) 1.如圖K19-1所示,在光滑水平面上有一質量為M的木塊,木塊與輕彈簧水平相連,彈簧的另一端連在豎直墻上,木塊處于靜止狀態(tài).一質量為m的子彈以水平速度v0擊中木塊,并嵌在其中,木塊壓縮彈簧后在水平面做往復運動.木塊自被子彈擊中前到第一次回到原來位置的過程中,木塊受到的合外力的沖量大小為(  ) 圖K19-1 A.        B.2Mv0 C. D.2mv0 2.(雙選)如圖K19-2所示,在光滑水平面上,質量為m的小球A和質量為m的小球B通過輕彈簧拴接并處于靜止狀態(tài),彈簧處于原長;

2、質量為m的小球C以初速度v0沿A、B連線向右勻速運動,并與小球A發(fā)生彈性碰撞.在小球B的右側某位置固定一塊彈性擋板(圖中未畫出),當小球B與擋板發(fā)生正碰后立刻將擋板撤走.不計所有碰撞過程中的機械能損失,彈簧始終處于彈性限度內,小球B與擋板的碰撞時間極短,碰后小球B的速度大小不變,但方向相反.則B與擋板碰后彈簧彈性勢能的最大值Em可能是(  ) 圖K19-2 A.mv B.mv C.mv D.mv 3.xx·合肥測試三個質量分別為m1、m2、m3的小球,半徑相同,并排懸掛在長度相同的三根豎直繩上,彼此恰好相互接觸.現(xiàn)把質量為m1的小球拉開一些,如圖K19-3中虛線所示,然后釋放,

3、經球1與球2、球2與球3相碰之后,三個球的動量相等.若各球間碰撞時均為彈性碰撞,且碰撞時間極短,不計空氣阻力,則m1 ∶ m2 ∶m3為(  ) 圖K19-3 A.6∶3∶1 B.2∶3∶1 C.2∶1∶1 D.3∶2∶1 4.xx·西城期末如圖K19-4所示,帶有擋板的長木板置于光滑水平面上,輕彈簧放置在木板上,右端與擋板相連,左端位于木板上的B點.開始時木板靜止,小鐵塊從木板上的A點以速度v0=4.0 m/s正對著彈簧運動,壓縮彈簧,彈簧的最大形變量xm=0.10 m;之后小鐵塊被彈回,彈簧恢復原長;最終小鐵塊與木板以共同速度運動.已知當彈簧的形變量為x時,

4、彈簧的彈性勢能Ep=kx2,式中k為彈簧的勁度系數(shù);長木板質量M=3.0 kg,小鐵塊質量m=1.0 kg,k=600 N/m,A、B兩點間的距離d=0.50 m.取重力加速度g=10 m/s2,不計空氣阻力. (1)求當彈簧被壓縮最短時小鐵塊速度的大小v; (2)求小鐵塊與長木板間的動摩擦因數(shù)μ; (3)試通過計算說明最終小鐵塊停在木板上的位置. 圖K19-4 5.xx·東北四校聯(lián)考如圖K19-5所示,小車A靜止在光滑水平面上,半徑為R的四分之一光滑圓弧軌道固定在小車上,光滑圓弧左側部分水平,圓弧軌道和小車的總質量為M.質量為m的小滑塊B以水平初速度v0滑上小車,小滑塊能從

5、圓弧上端滑出.求: (1)小滑塊剛離開圓弧軌道時小車的速度大小; (2)小滑塊到達最高點時距圓弧軌道上端的距離. 圖K19-5 6.xx·肇慶二模如圖K19-6所示,固定在地面上的光滑圓弧面底端與車C的上表面平滑相接,在圓弧面上有一滑塊A,其質量mA=2 kg,在距車的水平面高h=1.25 m處由靜止下滑,車C的質量為mC=6 kg.在車C的左端有一質量mB=2 kg的滑塊B,滑塊B與A均可視作質點,滑塊A與B碰撞后立即粘合在一起共同運動,最終沒有從車C上滑落.已知滑塊A、B與車C的動摩擦因數(shù)均為μ=0.5,車C與水平面間的摩擦忽

6、略不計,取g=10 m/s2.求: (1)滑塊A滑到圓弧面底端時的速度大小; (2)滑塊A與B碰撞后瞬間的共同速度大?。? (3)車C的最短長度. 圖K19-6 課時作業(yè)(十九) 1.A [解析] 子彈射入木塊的過程中,由于子彈和木塊組成的系統(tǒng)不受外力,系統(tǒng)動量守恒,設子彈擊中木塊,并嵌在其中時的速度大小為v,根據(jù)動量守恒定律有mv0=(m+M)v,所以v=;子彈嵌在木塊中后隨木塊壓縮彈簧,在水平面做往復運動,在這個過程中,由子彈、木塊和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒,所以當木塊第一次回到原來位置時的速度大小仍為v;木塊被子彈擊中前處于靜止狀態(tài),根據(jù)動量定理,所求沖量大小為I

7、=Mv-0=,選項A正確. 2.BC [解析] 質量相等的C球和A球發(fā)生彈性碰撞后速度交換,當A、B兩球的動量相等時,B球與擋板相碰,則碰后系統(tǒng)總動量為零,則彈簧再次壓縮到最短即彈性勢能最大(動能完全轉化為彈性勢能),根據(jù)機械能守恒定律可知,系統(tǒng)損失的動能轉化為彈性勢能Ep=mv,選項B正確;當B球速度恰為零時與擋板相碰,則系統(tǒng)動量不變化,系統(tǒng)機械能不變;當彈簧壓縮到最短時,mv0=,彈性勢能最大,由功能關系和動量關系可求出Ep=mv-·mv,解得Ep=mv,所以,彈性勢能的最大值要介于二者之間,選項C正確,選項A、D錯誤. 3.A [解析] 彈性碰撞滿足機械能守恒和動量守恒,設碰撞后三

8、個小球的動量均為p,則=++,即=+,所以符合條件的答案有A. 4.(1)1.0 m/s (2)0.50 (3)A點 [解析] (1)當彈簧被壓縮最短時,小鐵塊與木板達到共同速度v,根據(jù)動量守恒定律有:mv0=(M+m)v,代入數(shù)據(jù)解得:v=1.0 m/s. (2)由功能關系,摩擦產生的熱量等于系統(tǒng)損失的機械能,即 μmg(d+xm)=mv-[(M+m)v2+kx], 代入數(shù)據(jù)解得:μ=0.50. (3)小鐵塊停止滑動時,與木板有共同速度,由動量守恒定律判定,其共同速度仍為v=1.0 m/s. 設小鐵塊在木板上向左滑行的距離為s,由功能關系,有 μmg(d+xm+s)=mv-(M

9、+m)v2. 代入數(shù)據(jù)解得:s=0.60 m. 而s=d+xm,所以,最終小鐵塊停在木板上A點. 5.(1) (2)-R [解析] (1)以小滑塊和小車(含光滑圓弧軌道)為研究對象,當小滑塊從圓弧軌道上端滑出時,小滑塊的水平速度與小車速度相同. 水平方向動量守恒,則有 mv0=(m+M)v, 解得小車的速度v=. (2)小滑塊到達最高點時的速度與小車速度相同,由機械能守恒定律有 mv=(m+M)v2+mgh. 小滑塊距光滑圓弧軌道上端的距離為ΔH=h-R. 聯(lián)立解得ΔH=-R. 6.(1)5 m/s (2)2.5 m/s (3)0.375 m [解析] (1)設滑塊A滑到圓弧末端時的速度大小為v1,由機械能守恒定律有: mAgh=mAv 解得:v1=5 m/s. (2)設A、B碰撞后瞬間的共同速度為v2,滑塊A與B組成的系統(tǒng)動量守恒,由動量守恒定律可得: mAv1=(mA+mB)v2 解得:v2=2.5 m/s. (3)設車C的最短長度為L,滑塊A與B最終沒有從車C上滑出,三者的最終速度相同,設其共同速度為v3,根據(jù)動量守恒和能量守恒定律可得: (mA+mB)v2=(mA+mB+mC)v3 μ(mA+mB)gL=(mA+mB)v-(mA+mB+mC)v 聯(lián)立解得:L=0.375 m.

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