动量守恒定律练习题——碰撞
人教版2020高中物理 第一章 碰撞与动量守恒 动量守恒定律的应用(碰撞)习题(提高篇)教科版选修3-5
动量守恒定律的应用(碰撞)
一、选择题
1.质量为M和m0的滑块用轻弹簧连接,以恒定的速度v沿光滑水平面运动,与位于正对面的质量为m的静止滑块发生碰撞,如图所示,碰撞时间极短,在此过程中,下列哪个或哪些说法是可能发生的?().
A.M、m0、m速度均发生变化,分别为v1、v2、v3,而且满足(M+m0)v=Mv1+m0v2+mv3
B.m0的速度不变,M和m的速度变为v1和v2,而且满足Mv=Mv1+mv2
C.m0的速度不变,M、m的速度都变为v',且满足Mv=(M+m)v'
D.M、m0、m速度均发生变化,M和m0速度都变为v,m速度变为v2,而且满足(M+m)v0=(M+m0)v1+mv2
2.A、B两物体发生正碰,碰撞前后物体A、B都在同一直线上运动,其位移一时间图象(s-t图象)如图中ADC和BDC所示.由图可知,物体A、B的质量之比为().
A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.3∶1
3.三个相同的木块A、B、C从同一高度处自由下落,其中木块A刚开始下落的瞬间被水平飞来的子弹击中,木块B在下落到一定高度时,才被水平飞来的子弹击中.若子弹均留在木块中,则三木块下落的时间t A、t B、t C的关系是().
A.t A<t B<t C B.t A>t B>t C C.t A=t C<t B D.t A=t B<t C
4.如图所示,木块A和B质量均为2 kg,置于光滑水平面上,B与一轻质弹簧一端相连,弹簧另一端固定在竖直挡板上,当A以4 m/s的速度向B撞击时,由于有橡皮泥而粘在一起运动,那么弹簧被压缩到最短时,具有的弹性势能大小为().
高中物理选修3-5碰撞与动量守恒经典题型计算题练习有答案
动量守恒定律
1、(16分)如图所示,水平光滑地面上停放着一辆小车,左侧靠在竖直墙壁上,小车的四分之一圆弧轨道AB 是光滑的,在最低点B 与水平轨道BC 相切,BC 的长度是圆弧半径的10倍,整个轨道处于同一竖直平面内。可视为质点的物块从A 点正上方某处无初速度下落,恰好落入小车圆弧轨道滑动,然后沿水平轨道沿街至轨道末端C 处恰好没有滑出。已知物块到达圆弧轨道最低点B 时对轨道的压力是物块重力的9倍,小车的质量是物块的3倍,不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失。求
(1)物块开始下落的位置距水平轨道BC 的竖直高度是圆弧半径的几倍; (2)物块与水平轨道BC 间的动摩擦因数μ。
答案:(1)设物块的质量为m ,其开始下落处的位置距BC 的竖直高度为h ,到达B 点时的速度为v ,小车圆弧轨道半径为R 。由机械能守恒定律,有
22
1mv mgh =
①
根据牛顿第二定律,有R
v m mg mg 2
9=- ②
解得h =4R ③ 即物块开始下落的位置距水平轨道BC 的竖直高度是圆弧半径的4倍。
(2)设物块与BC 间的滑动摩擦力的大小为F ,物块滑到C 点时与小车的共同速度为 v ′,物块在小车上由B 运动到C 的过程中小车对地面的位移大小为s 。依题意,小车的质量为3m ,BC 长度为10R 。由滑动摩擦定律,有
mg F μ=
④ 由动量守恒定律,有'+=v m m mv )3( ⑤
对物块、小车分别应用动能定理,有
222
1
21)10(mv mv s R F -'=+- ⑥ 0)3(2
1
2-'=
专题42动量守恒之碰撞问题(解析版)—2023届高三物理一轮复习重难点突破
专题42
动量守恒之碰撞问题
考点一弹性碰撞
非弹性碰撞完全非弹性碰撞
考点二碰撞可能性的判断考点三
多次碰撞问题
考点一弹性碰撞非弹性碰撞完全非弹性碰撞
1.弹性碰撞:系统动量守恒、机械能守恒.
质量为m 1、速度为v 1的小球与质量为m 2的静止小球弹性正碰时(一动碰一静):
m 1v 1=m 1v 1′+m 2v 2′
12m 1v 21=12m 1v 1′2+1
2m 2v 2′2解得v 1′=(m 1-m 2)v 1m 1+m 2,v 2′=2m 1v 1
m 1+m 2
.(要求熟记)
结论:
(1)若m 1>m 2,v 1′和v 2′都是正值,表示v 1′和v 2′都与v 1方向同向.(若m 1≫m 2,v 1′=v 1,v 2′=2v 1,表示m 1的速度不变,m 2以2v 1的速度被撞出去)
(2)若m 1<m 2,v 1′为负值,表示v 1′与v 1方向相反,m 1被弹回.(若m 1≪m 2,v 1′=-v 1,v 2′=0,表示m 1被反向以原速率弹回,而m 2仍静止)
(3)若m 1=m 2,则有v 1′=0,v 2′=v 1,即碰撞后两球速度互换.
2.非弹性碰撞:系统动量守恒,机械能减少,损失的机械能转化为内能,ΔE =E k 初总-E k 末总=Q .
3.完全非弹性碰撞:系统动量守恒,两者碰撞后合为一体或具有相同的速度,机械能损失最大.设两者碰后的共同速度为v 共,则有m 1v 1+m 2v 2=(m 1+m 2)v 共械能损失为ΔE =12m 1v 12+12m 2v 22-12
动量简单题碰撞
一、选择题
.1、两球A、B在光滑水平面上沿同一直线,同一方向运动,mA=1kg,mB=2kg,vA=6m/s,vB=2m/s。当A 追上B并发生碰撞后,两球A、B速度的可能值是()
A.vA′=5m/s,vB′=2.5m/s B.vA′=2m/s,vB′=4m/s
C.vA′=-4m/s,vB′=7m/s D.vA′=7m/s,vB′=1.5m/s
2、两个质量相等的小球在光滑水平面上沿同一直线同方向运动,A球的动量是7kg·m/s,B球的动量是5kg·m/s,A球追上B球时发生碰撞,则碰撞后A、B两球的动量可能值是()
A.pA=6kg·m/s,PB=6kg·m/s B.pA=3kg·m/s,PB=9kg·m/s
C.pA=-2kg·m/s,PB=14kg·m/s D.pA=-5kg·m/s,PB=15kg·m/s
3、小船以速率v向东行驶,若在小船上分别以相对于地面的速率u向东向西水平抛出两个等质量的物体,则小船的速率()
A.增大B.减小C.不变D.由于两物体质量未知,无法确定
4、两个小球在光滑水平面上沿同一直线,同一方向运动,B球在前,A球在后,MA=1kg,MB=2kg,vA=6m/s,vB=2m/s,当A球与B球发生碰撞后,A、B两球速度可能为()
A.vA=5m/s,vB=2.5m/s B.vA=2m/s,vB=4m/s
C.vA=﹣4m/s,vB=7m/s D.vA=7m/s,vB=1.5m/s
5、如图所示,一个木箱原来静止在光滑水平面上,木箱内粗糙的底板上放着一个小木块,木箱和小木块都具有一定的质量.现使木箱获得一个向右的初速度v0,则下列说法中正确的有
动量守恒定律的应用(碰撞)
动量守恒定律的应用(碰撞)
【学习目标】
1.知道什么是弹性碰撞和非弹性碰撞;
2.知道什么是对心碰撞和非对心碰撞及散射现象;
3.会运用动量守恒定律分析,解决碰撞物体相互作用的问题.
【要点梳理】
要点一、碰撞
1.碰撞及类碰撞过程的特点
(1)时间特点:在碰撞、爆炸等现象中,相互作用时间很短.
(2)相互作用力特点:在相互作用过程中,相互作用力先是急剧增大,然后再急剧减小,平均作用力很大.
(3)动量守恒条件特点:系统的内力远远大于外力,所以,系统即使所受外力之和不为零,外力也可以忽略,系统的总动量守恒.
(4)位移特点:碰撞、爆炸过程是在一瞬间发生的,时间极短,所以,在物体发生碰撞、爆炸的瞬间,可忽略物体的位移.可以认为物体在碰撞、爆炸前后仍在同一位置.
(5)能量特点:碰撞过程中,一般伴随着机械能的损失,碰撞后系统的总动能要小于或等于碰撞前系统的总动能,即:
(6)速度特点:碰后必须保证不穿透对方.
2.碰撞的分类
(1)按碰撞过程中动能的损失情况,可将碰撞分为弹性碰撞和非弹性碰撞.
①弹性碰撞:碰撞过程中机械能不损失,即碰撞前后系统总动能守恒:
②非弹性碰撞;碰撞过程中机械能有损失,系统总动能不守恒:
③完全非弹性碰撞:碰撞后两物体“合”为一体,具有共同的速度,这种碰撞动能损失最大.
(2)按碰撞前后,物体的运动方向是否沿同一条直线,可将碰撞分为正碰和斜碰.
①正碰:碰撞前后,物体的运动方向在同一条直线上,也叫对心碰撞.
②斜碰:碰撞前后,物体的运动方向不在同一条直线上,也叫非对心碰撞.
高中阶段一般只研究正碰的情况.
物理动量守恒定律练习题及答案.docx
物理动量守恒定律练习题及答案
一、高考物理精讲专题动量守恒定律
1. 如图,足够大的光滑水平面上固定着一竖直挡板,挡板前
L 处静止着质量 m 1=1kg 的小
球 A ,质量 m 2=2kg 的小球 B 以速度 v 0 运动,与小球 A 正碰.两小球可看作质点,小球与小球及小球与挡板的碰撞时间忽略不计,且碰撞中均没有机械能损失.求
(1)第 1 次碰撞后两小球的速度;
(2)两小球第 2 次碰撞与第 1 次碰撞之间的时间; (3)两小球发生第 3 次碰撞时的位置与挡板的距离.
【答案】 (1) 4 v 1
v 方向均与 v 0 相同 (2)
6L 9L
(3) 3
5v 0
3
【解析】 【分析】
(1)第一次发生碰撞,动量守恒,机械能守恒; (2)小球 A 与挡板碰后反弹,发生第
2 次碰撞,分析好位移关系即可求解;
( 3)第 2 次碰撞过程中,动量守恒,机械能守恒,从而找出第三次碰撞前的初始条件,分
析第 2 次碰后的速度关系,位移关系即可求解. 【详解】
( 1)设第 1 次碰撞后小球 A 的速度为 v 1 ,小球 B 的速度为 v 2 ,根据动量守恒定律和机械 能守恒定律 : m 2 v 0 m 1v 1 m 2v 2
1
m 2 v 0
2
1
m 1v 1
2
1
m 2v 22
2 2
2
整理得: v 1
2m 2 v 0 , v 2
m 2
m 1
v 0
m 1 m 2
m 1 m 2
解得 v 1
4
v 0 , v 2
1
v 0 ,方向均与 v 0 相同.
3
3
(2)设经过时间 t 两小球发生第 2 次碰撞,小球 A 、 B 的路程分别为 x 1 、 x 2 ,则有
3-5动量碰撞练习题
3-5动量碰撞练习题
一.选择题(共5小题)
1.质量为m的运动员从下蹲状态竖直向上起跳,经过时间t,身体伸直并刚好离开地面,离开地面时速度为v在时间t内()
A.地面对他的平均作用力为mg B.地面对他的平均作用力为
C.地面对他的平均作用力为m(﹣g) D.地面对他的平均作用力为m(g+)
2
的是(
A
C
D
3
系统.
A
4
水平面平滑连接,一个质量为m(m<M)的小球从槽高h处开始自由下滑,下列说法正确的是()A.在以后的运动全过程中,小球和槽的水平方向动量始终保持某一确定值不变
B.在下滑过程中小球和槽之间的相互作用力始终不做功
C.全过程小球和槽、弹簧所组成的系统机械能守恒,且水平方向动量守恒
D.小球被弹簧反弹后,小球和槽的机械能守恒,但小球不能回到槽高h处
5.如图所示,光滑水平面上有质量均为m的物块A和B,B上固定一轻质弹簧,B静止,A以速度v
水平向右运动,从A与弹簧接触至弹簧被压缩到最短的过程中()
A.A、B的动量变化量相同 B.A、B的动量变化率相同
C.A、B系统的总动能保持不变D.A、B系统的总动量保持不变
二.计算题(共2小题)
6.长为L、质量为M的木块在粗糙的水平面上处于静止状态,有一质量为m的子弹(可视为质点)击中木块并恰好未穿出.设子弹射入木块过程时间极短,子弹受到木块的阻力恒定,以水平速度v
(i
(ii
7
圆弧小于
(1
(2
1.(
A
B.地面对他的平均作用力为
C﹣
D
【分析】已知初末速度,则由动量定理可求得地面对人的平均作用力.
【解答】解:人的速度原来为零,起跳后变化v,则由动量定理可得:
动量守恒定律的应用之碰撞问题(解析版)
动量守恒定律的应用之碰撞问题
1.分析碰撞问题的三个依据
(1)动量守恒,即p 1+p 2=p 1′+p 2′。
(2)动能不增加,即E k1+E k2≥E k1′+E k2′或p 212m 1+p 222m 2≥p 1′22m 1+p 2′22m 2
。 (3)速度要合理
①碰前两物体同向,则v 后>v 前;碰后,原来在前的物体速度一定增大,且v 前′≥v 后′。
②两物体相向运动,碰后两物体的运动方向不可能都不改变。
2.弹性碰撞的规律
两球发生弹性碰撞时应满足动量守恒和机械能守恒。
以质量为m 1,速度为v 1的小球与质量为m 2的静止小球发生正面弹性碰撞为例,则有
m 1v 1=m 1v 1′+m 2v 2′①
12m 1v 21=12m 1v 1′2+12
m 2v 2′2② 由①②得v 1′=
(m 1-m 2)v 1m 1+m 2 v 2′=2m 1v 1m 1+m 2
结论:
(1)当m 1=m 2时,v 1′=0,v 2′=v 1,两球碰撞后交换了速度。
(2)当m 1>m 2时,v 1′>0,v 2′>0,并且v 1′
(3)当m 10,碰撞后质量小的球被反弹回来。
【典例1】 两个小球A 、B 在光滑水平面上沿同一直线运动,其动量大小分别为5 kg·m/s 和7 kg·m/s ,发生碰撞后小球B 的动量大小变为10 kg·m/s ,由此可知:两小球的质量之比可能为( )
A.m A m B
=1 B.m A m B =12 C.m A m B =15
D.m A m B =110 【答案】C
(-5)22m A +722m B ≤1222m A +(-10)2
动量守恒经典题目碰撞,弹簧,板块
班级姓名
一、计算题(每题10分)
1.在足够长的水平光滑直导轨上,静止放着三个质量均为m=1 kg的相同小球A、B、C,现让A球以v0=2 m/s的速度正对着B球运动,A、B两球碰撞后粘在一起,两球继续向右运动并与C球发生正碰,C球的最终速度v C=1 m/s。求:
(1)A、B两球与C球相碰前的共同速度多大?
(2)两次碰撞过程中一共损失了多少动能?
2.(9分)如图所示,光滑水平轨道上有三个木块A、B、C,质量分别为m A=3m、m B=m C =m,开始时 B、C均静止,A以初速度v0向右运动,A与B碰撞后分开,B又与C发生碰撞并粘在一起,此后A与B间的距离保持不变.求B与C碰撞前B的速度大小.
3.如图所示,质量为 m 的小球 B,用长为l的细绳吊起处于静止状态,质量为 m的 A 球沿半径为l的光滑 1/4 圆弧轨道,在与 O 点等高位置由静止释放,A 球下滑到最低点与B 球相碰,若A球与B 球碰撞后立刻粘合在一起,求:
(1)A球与B 球碰撞过程中损失的机械能
(2)A球与B 球撞后的瞬间受到细绳拉力 F的大小
4.如图所示,在光滑水平面上使滑块A 以2 m/s 的速度向右运动,滑块B 以4m/s 的速度向左运动并与滑块A 发生碰撞,已知滑块A 、B 的质量分别为1 kg 、2 kg ,滑块B 的左侧连有轻弹簧,求:
(1)当滑块A 的速度减为0时,滑块B 的速度大小;
(2)两滑块相距最近时滑块B 的速度大小.
5.如图所示,光滑水平面上有A 、B 、C 三个物块,质量分别为m A = 2.0kg ,m B = 1.0kg ,m C = 1.0kg .现用一轻弹簧将A 、B 两物块连接,并用力缓慢压缩弹簧使A 、B 两物块靠近,此过程外力做108J 的功(弹簧仍处于弹性限度内),然后同时释放A 、B ,弹簧开始逐渐变长,当弹簧刚好恢复原长时,C 恰以4m/s 的速度迎面与B 发生碰撞并粘连在一起.求:
动量守恒定律(二)碰撞
动量守恒定律(二) 碰撞 1在光滑水平地面上有两个相同的弹性小球A 、B ,质量都为m ,现B 球静止,A 球向B 球运动,发生正碰。已知碰撞过程中总机械能守恒,两球压缩最紧时的弹性势能为E P ,则碰前A 球的速度等于( )
A.
m
E P B.
m
E P 2 C.
m
E P 2
D. m
E P
22
2如图所示,在光滑水平面上有A 、B 两小球沿同一条直线向右运动,并发生对心碰撞.设向右为正方向,碰前A 、B 两球动量分别是p A =10kgm/s ,p B =15 kgm/s ,碰后动量变化可能是( )
A .Δp A =5 kg ·m /s Δp
B =5 kg ·m /s B .Δp A =-5 kg ·m /s Δp B = 5 kg ·m /s
C .Δp A =5 kg ·m /s Δp B =-5 kg ·in /s ·
D .Δp A =-20kg ·m /s Δp B =20 kg ·m /s
3甲物体以动量P 1与静止在光滑水平面上的乙物体对心正碰,碰后乙物体的动量为P 2,则P 2和P 1的关系可能是( ) A .P 2<P 1; B 、P 2= P 1 C . P 2>P 1; D .以上答案都有可能
5如图2-10所示,轻质细绳的一端系一质量m=0.01kg 的小球,另一端系一光滑小环套在水平轴O 上,O 到小球的距离d=0.1m ,小球跟水平面接触无相互作用力,在球的两侧距球等远处,分别竖立一固定挡板,两挡板相距L=2m .水平面上有一质量为M=0.01kg 的小滑块,与水平面间的动摩擦因数μ=0.25,开始时,滑块从左挡板处,以v0= 10m /s 的初速度向小球方向运动,不计空气阻力,设所有碰撞均无能量损失,小球可视为质点,g=10m /s 2
2020高考物理专题10 碰撞与动量守恒定律(高考押题)(解析版)
高考押题专练
1.如图所示,两木块A 、B 用轻质弹簧连在一起,置于光滑的水平面上.一颗子弹水平射入木块A ,并留在其中.在子弹打中木块A 及弹簧被压缩的整个过程中,对子弹、两木块和弹簧组成的系统,下列说法中正确的是( )
A .动量守恒、机械能守恒
B .动量守恒、机械能不守恒
C .动量不守恒、机械能守恒
D .动量、机械能都不守恒 【答案】B
【解析】子弹击中木块A 及弹簧被压缩的整个过程,系统不受外力作用,外力冲量为0,系统动量守恒.但是子弹击中木块A 过程,有摩擦做功,部分机械能转化为内能,所以机械能不守恒,B 正确.
2.如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为零,这个系统的总动量保持不变,这就是动量守恒定律.若一个系统动量守恒时,则( )
A .此系统内每个物体所受的合力一定都为零
B .此系统内每个物体的动量大小不可能都增加
C .此系统的机械能一定守恒
D .此系统的机械能可能增加 【答案】D
【解析】若一个系统动量守恒,则整个系统所受的合力为零,但是此系统内每个物体所受的合力不一定都为零,A 错误.此系统内每个物体的动量大小可能会都增加,但是方向变化,总动量不变这是有可能的,B 错误.因系统合外力为零,但是除重力以外的其他力做功不一定为零,故机械能不一定守恒,系统的机械能可能增加,也可能减小,C 错误,D 正确.
3.在光滑水平面上,质量为m 的小球A 正以速度v 0匀速运动.某时刻小球A 与质量为3m 的静止小球B 发生正碰,两球相碰后,A 球的动能恰好变为原来的1
4
.则碰后B 球的速度大小是( )
碰撞与动量守恒含答案经典题型总汇
1、(16分)如图所示,水平光滑地面上停放着一辆小车,左侧靠在竖直墙壁上,小车的四分之一圆弧轨道AB 是光滑的,在最低点B 与水平轨道BC 相切,BC 的长度是圆弧半径的10倍,整个轨道处于同一竖直平面内。可视为质点的物块从A 点正上方某处无初速度下落,恰好落入小车圆弧轨道滑动,然后沿水平轨道沿街至轨道末端C 处恰好没有滑出。已知物块到达圆弧轨道最低点B 时对轨道的压力是物块重力的9倍,小车的质量是物块的3倍,不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失。求
(1)物块开始下落的位置距水平轨道BC 的竖直高度是圆弧半径的几倍; (2)物块与水平轨道BC 间的动摩擦因数μ。
答案:(1)设物块的质量为m ,其开始下落处的位置距BC 的竖直高度为h ,到达B 点时的速度为v ,小车圆弧轨道半径为R 。由机械能守恒定律,有
22
1mv mgh =
① 根据牛顿第二定律,有R
v m mg mg 29=-
②
解得h =4R
③
即物块开始下落的位置距水平轨道BC 的竖直高度是圆弧半径的4倍。
(2)设物块与BC 间的滑动摩擦力的大小为F ,物块滑到C 点时与小车的共同速度为 v ′,物块在小车上由B 运动到C 的过程中小车对地面的位移大小为s 。依题意,小车的质量为3m ,BC 长度为10R 。由滑动摩擦定律,有
mg F μ= ④ 由动量守恒定律,有'+=v m m mv )3( ⑤
对物块、小车分别应用动能定理,有
222
1
21)10(mv mv s R F -'=+- ⑥ 0)3(2
1
2-'=
v m Fs ⑦ 解得3.0=μ
3_5动量碰撞练习题
3-5动量碰撞练习题
一.选择题(共5小题)
1.质量为m的运动员从下蹲状态竖直向上起跳.经过时间t.身体伸直并刚好离开地面.离开地面时速度为v在时间t内()
A.地面对他的平均作用力为mg B.地面对他的平均作用力为
C.地面对他的平均作用力为m(﹣g)D.地面对他的平均作用力为m(g+)2.在分析和研究生活中的现象时.我们常常将这些具体现象简化成理想模型.这样可以反映和突出事物的本质.例如人原地起跳时.先身体弯曲.略下蹲.再猛然蹬地.身体打开.同时获得向上的初速度.双脚离开地面.我们可以将这一过程简化成如下模型:如图所示.将一个小球放在竖直放置的弹簧上.用手向下压小球.将小球压至某一位置后由静止释放.小球被弹簧弹起.以某一初速度离开弹簧.不考虑空气阻力.从小球由静止释放到刚好离开弹簧的整个过程中.下列分析正确的是()
A.小球的速度一直增大B.小球始终处于超重状态
C.弹簧对小球弹力冲量的大小大于小球重力冲量的大小
D.地面支持力对弹簧做的功大于弹簧弹力对小球做的功
3.下列情况中系统动量守恒的是()
①小车停在光滑水平面上.人在车上走动时.对人与车组成的系统
②子弹水平射入放在光滑水平面上的木块中.对子弹与木块组成的系统
③子弹射入紧靠墙角的木块中.对子弹与木块组成的系统
④气球下用轻绳吊一重物一起加速上升时.绳子突然断开后的一小段时间内.对气球与重物组成的系统.
A.只有①B.①和②C.①和③D.①和③④
4.如图所示.弹簧的一端固定在竖直墙上.质量为M的光滑弧形槽静止在光滑水平面上.底部与水平面平滑连接.一个质量为m(m<M)的小球从槽高h处开始自
碰撞习题
河南省襄城高中2013级高二物理
动量守恒定律练习题
1、光滑水平面上的两个物体发生碰撞,下列情形可能成立的是 ( )
A.碰撞后系统的总动能比碰撞前小,但系统的总动量守恒
B.碰撞前后系统的总动量均为零,但系统的总动能守恒
C.碰撞前后系统的总动能均为零,但系统的总动量不为零
D.碰撞前后系统的总动量、总动能均守恒
2、在光滑水平面上有A、B两小球。A球动量是10kg·m/s,B球的动量是12kg·m/s,在A球追上B球时发生正碰,碰撞后A球的动量变为8kg·m/s,方向和原来相同,则AB两球的质量之比可能为 ( )
A.0.5 B.0.6
C.0.65 D.0.75
3、在光滑水平面上相向运动的A、B两小球发生正碰后一起沿A原来的速度方向运动,这说明原来 ( )
A.A球的质量一定大于B球的质量
B.A球的速度一定大于B球的速度
C.A球的动量一定大于B球的动量
D.A球的动能一定大于B球的动能
4、在一条直线上相向运动的甲、乙两个小球,它们的动能相等,已知甲球的质量大于乙球的质量,它们发生正碰后可能发生的情况是 ( ) A.甲球停下,乙球反向运动
B.甲球反向运动,乙球停下
C.甲球、乙球都停下
D.甲球、乙球都反向运动
5、在光滑水平面上,动能为E0、动量大小为p0的小球A与静止的小球B 发生正碰,碰撞前后A球的运动方向与原来相反,将碰撞后A球的动能和动量大小分别记为E1、p1,B球的动能和动量大小分别记为E2、p2,则必有( )
A.E0>E1 B.E0<E2
C.p0>p1 D.p0<p2
6、质量为m的小球A,在光滑的水平面上以速度v与静
4.弹性碰撞模型 专题练习-高二物理人教版3-5《动量守恒定律》
弹性碰撞模型
一、弹性碰撞
如果碰撞过程中机械能守恒,这样的碰撞叫做弹性碰撞,即E K1=E K2(能够完全恢复形变);
二、碰撞模型
情景1:动碰动
【问题】如图,在光滑水平面上,A 、B 两个钢性小球质量分别是1m 、2m ,小球A 以初速度10v 与前面以速度20v 运动的小球B 发生弹性碰撞,求碰撞后小球A 的速度1v 和小球B 的速度2v 的大小。
【解读】取小球A 运动的方向为正方向,以两球为系统,由动量守恒定律、机械能守恒定律有:
1102201122m v m v m v m v +=+ ①
2222
110220112211112222
m v m v m v m v +=+ ② 对上面的二元二次方程组计算时先降次:整理 ① 、②式为③、④式 11012220()()m v v m v v -=- ③
222211012220()()m v v m v v -=- ④
由④/③得:
101220v v v v +=+ ⑤
在将③⑤式组成二元一次方程组解出碰后小球A 、B 的速度分别为:
1210220112()2m m v m v v m m -+=
+ , 2120110
212
()2m m v m v v m m -+=+
以上计算过程较为繁琐,若能记住最终结果有时会给解题带来很大的方便。
情景2:动碰静
当
100v ≠,200v =时,
1210112()m m v v m m -=
+,110
2122m v v m m =
+
结论:(1)当m 1=m 2时,v 1=0,v 2=v 0,显然碰撞后A 静止,B 以A 的初速度运动,
专题37 动量守恒定律、在碰撞问题中应用动量守恒定律(解析版)
2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练
专题37 动量守恒定律、在碰撞问题中应用动量守恒定律
导练目标导练内容
目标1动量守恒定律内容、条件、四性
目标2弹性碰撞
目标3非弹性碰撞和完全非弹性碰撞
目标4类碰撞模型
一、动量守恒定律内容、条件、四性
1.动量守恒定律内容及条件
(1)内容:如果系统不受外力,或者所受外力的合力为零,这个系统的总动量保持不变。
(2)表达形式:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′。
(3)常见的几种守恒形式及成立条件:
①理想守恒:系统不受外力或所受外力的合力为零。
①近似守恒:系统所受外力虽不为零,但内力远大于外力。
③分动量守恒:系统所受外力虽不为零,但在某方向上合力为零,系统在该方向上动量守恒。
2.动量守恒定律的“四性”
(1)矢量性:表达式中初、末动量都是矢量,需要首先选取正方向,分清各物体初末动量的正、负。
(2)瞬时性:动量是状态量,动量守恒指对应每一时刻的总动量都和初时刻的总动量相等。
(3)同一性:速度的大小跟参考系的选取有关,应用动量守恒定律时,各物体的速度必
须是相对同一参考系的速度。一般选地面为参考系。
(4)普适性:动量守恒定律不仅适用于两个物体所组成的系统,也适用于多个物体组成的系统;不仅适用于宏观物体组成的系统,也适用于微观粒子组成的系统。
【例1】A 、B 两物体质量之比mA ∶mB =3∶2,原来静止在平板小车C 上,A 、B 间有一根被压缩的弹簧,地面水平光滑。当两物体被同时释放后,则( )
A .若A 、
B 与平板车上表面间的动摩擦因数相同,A 、B 组成系统的动量守恒 B .若A 、B 与平板车上表面间的动摩擦因数相同,A 、B 、
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动量守恒定律专题——碰撞
一、选择题
1.(多选)下列关于碰撞的理解正确的是()
A.碰撞是指相对运动的物体相遇时,在极短时间内它们的运动状态发生了显著变化的过程B.在碰撞现象中,一般内力都远远大于外力,所以可以认为碰撞时系统的总动量守恒
C.如果碰撞过程中机械能也守恒,这样的碰撞叫做非弹性碰撞
D.微观粒子的碰撞由于不发生直接接触,所以不满足动量守恒的条件,不能应用动量守恒定律求解
2.为了模拟宇宙大爆炸初期的情景,科学家们使两个带正电的重离子被加速后,沿同一条直线相向运动而发生猛烈碰撞。若要使碰撞前的动能尽可能多地转化为内能,应该设法使离子在碰撞的瞬间具有()
A.相同的速率B.相同的质量C.相同的动能D.大小相同的动量
3.(多选)在光滑水平面上,两球沿球心连线以相等速率相向而行,并发生碰撞,下列现象可能的是()
A.若两球质量相同,碰后以某一相等速率互相分开
B.若两球质量相同,碰后以某一相等速率同向而行
C.若两球质量不同,碰后以某一相等速率互相分开
D.若两球质量不同,碰后以某一相等速率同向而行
4.(多选)如图所示,大小相同的摆球a和b的质量分别为m和3m,摆长相同,并排悬挂,平衡时两球刚好接触,现将摆球a向左拉开一小角度后释放,若两球的碰撞是弹性的,下列判断正确的是()
A.第一次碰撞后的瞬间,两球的速度大小相等
B.第一次碰撞后的瞬间,两球的动量大小相等
C.第一次碰撞后,两球的最大摆角不相同
D.发生第二次碰撞时,两球在各自的最低点
5.如图所示,在光滑水平面上有直径相同的a、b两球,在同一直线上运动,
选定向右为正方向,两球的动量分别为p a=6 kg·m/s、p b=-4 kg·m/s。当
两球相碰之后,两球的动量可能是()
A.p a=2 kg·m/s,p b=0 B.p a=-4 kg·m/s,p b=6 kg·m/s
C.p a=-6 kg·m/s,p b=8 kg·m/s D.p a=-6 kg·m/s,p b=4 kg·m/s
6.甲、乙两铁球质量分别是m甲=1 kg、m乙=2 kg。在光滑水平面上沿同一直线运动,
速度分别是v
甲=6 m/s、v
乙
=2 m/s。甲追上乙发生正碰后两物体的速度有可能是()
A.v甲′=7 m/s,v乙′=1.5 m/s B.v甲′=2 m/s,v乙′=4 m/s
C.v甲′=3.5 m/s,v乙′=3 m/s D.v甲′=4 m/s,v乙′=3 m/s
7.如图所示,物体A静止在光滑的水平面上,A的左边固定有轻质弹簧,与A质量相同的物体B以速度v向A运动并与弹簧发生碰撞,A、B始终沿同一直线运动,则A、B组成的系统动能损失最大的时刻是()
A.A开始运动时B.A的速度等于v时
C.B的速度等于零时D.A和B的速度相等时
8.如图所示,木块A、B的质量均为2 kg,置于光滑水平面上,B与一轻质弹簧的一端相连,弹簧的另一端固定在竖直挡板上,当A以4 m/s的速度向B撞击时,由于有橡
皮泥而粘在一起运动,那么弹簧被压缩到最短时,弹簧具有的弹性势能大小为
()
A.4 J B.8 J C.16 J D.32 J
9.(多选)质量为m的小球A,沿光滑水平面以速度v0与质量为2m的静止小球B发生正
碰。碰撞后,A球的动能变为原来的1
9,那么小球B的速度可能是()
A.1
3
v0 B.
2
3
v0 C.
4
9
v0 D.
5
9
v0
10.(多选)向空中发射一枚炮弹,不计空气阻力,当此炮弹的速度恰好沿水平方向时,炮弹炸裂成a、b两块,若质量较大的a块的速度方向仍沿原来的方向,则() A.b的速度方向一定与原来速度方向相反
B.从炸裂到落地的这段时间内,a飞行的水平距离一定比b的大
C.a、b一定同时到达水平地面
D.在炸裂过程中,a、b受到的爆炸力的大小一定相等
11.在光滑水平面的同一直线上,自左向右地依次排列质量均为m的一系列小球,另一质量为m的小球A以水平向右的速度v运动,依次与上述小球相碰,碰后即粘合在一起,碰
撞n次后,剩余的总动能为原来的1
8,则n为()
A.5 B.6 C.7 D.8
12.质量为m,速度为v的A球跟质量为3m的静止的B球发生正碰。碰撞可能是弹性的,也可能是非弹性的,因此碰撞后B球的速度可能值为()
A.0.6v B.0.4v C.0.2v D.0.1v
13.在光滑的水平面上有一质量为0.2 kg的小球以5.0 m/s的速度向前运动,与质量为3.0 kg的静止木块发生碰撞,假设碰撞后木块的速度是v木=4.2 m/s,则()
A.碰撞后球的速度为v球=-1.3 m/s
B.v木=4.2 m/s这一假设不合理,因而这种情况不可能发生
C.v木=4.2 m/s这一假设是合理的,碰撞后小球被弹回来
D.v木=4.2 m/s这一假设是可能发生的,但由于题给条件不足,v球的大小不能确定
14.三个相同的木块A、B、C从同一高度处自由下落,其中木块A刚开始下落的瞬间被水平飞来的子弹击中,木块B在下落到一定高度时,才被水平飞来的子弹击中。若子弹均留在木块中,则三木块下落的时间t A、t B、t C的关系是()
A.t A
C.t A=t C 15. (多选)如图所示,在水平桌面上固定着一个光滑圆轨道,在轨道的B点静止 着一个质量为m2的弹性小球乙,另一个质量为m1的弹性小球甲从A点以初速度 v0向右运动,与乙球发生第一次碰撞后,恰在C点发生第二次碰撞。则甲、乙两 球的质量之比m1∶m2等于() A.1∶9 B.1∶7 C.5∶3 D.2∶3 16.在光滑的水平面上有a、b两球,其质量分别为m a、m b,两球在t0时刻发生弹性正碰,两球在碰撞前后的速度图象如图所示。下列关系正确的是() A.m a>m b B.m a C.m a=m b D.无法判断 二、计算题 17.质量分别为300 g和200 g的两个物体在无摩擦的水平面上相向运动,速度分别为50