2016高考物理总复习高考热点探究6碰撞与动量守恒预测演练(含解析)

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1、预测演练2016高考物理总复习高考热点探究6碰撞与动量守恒预测演练题型专练突破烏考热友題型1.如图4所示，内壁光滑、半径为7?的圆形轨道，固定在竖直平面内，质量为///I的小球静止在轨道最低点，另一质量为处的小球(两小球均可视为质点)从內壁上与圆心口等髙的位置由静止释放，运动到最低点时与//Z发生碰撞并粘在一起.求：图4(1)小球处刚要与//z发生碰撞时的速度大小；【答案】⑴(2)队+咏⑵碰撞后，W、沿闪壁运动所能达到的最大高度(相对碰撞点).m>R【解析】(1)设小球做刚要与m发生碰撞吋的速度大小为〜

2、由机械能守恒定律，得m2gR=-^m>Ko®解得②(2)设两球碰撞后，粘在一起的速度为「，由动S守恒定律，得ffkVo=(//Z.+//?2)V®设两球碰撞后上升的最大高度为力，由机械能守恒定律，得(Z7/I+nk)V=(77/1+nk)g/i®由②③④三式解得m>Rhnh+nk2，2.如图5所示，倾斜轨道的倾角37°,67?、轨道水平，与⑺通过光滑圆弧管道况'连接，67?右端与竖直光滑圆周轨道相连.小球可以从进入该轨道，沿轨道内侧运动，从f滑出该轨道进入斯水平轨道.£/、6为两个完全相同的小球，a球由

3、静止从J点释放，在C处与A球发生弹性碰撞.已知狀氏为5ACD么为R，重力加速度为小球与倾斜轨道必及水平轨道⑺、ZfA的动摩擦因数均为0.5,sin37°=0.6,cos37°=0.8,圆弧管道/入口7?与出口6*的高度差为1.8允求：aAli(1)3球滑到底端f时速度为多大？a、两球在C处碰后速度各为多少？(2)要使小球在运动过程中不脱离轨道，竖直圆周轨道的半径f应该满足什么条件？若R'=2.5尼两球最后所停位置距Z?(或幻多远？注：在运算中，根号中的数值无需算出.【答案】【解析】本题考查动量守恒、动能

4、定理、机械能守恒等知识，意在考査学生的综合分析能力.(1)设球到达C时速度为K,3球从/I运动至C的过程，由动能定理得z^(57fein37。+1.8^—^//?^cos37°•%R=mv①可得v=y]5.6^7?②aA球在C发生弹性碰撞，系统动量守恒且机械能守恒，设a、A碰后瞬间速度分別为ra、〜则有mv=m+/nvb~^inv=-^mvi,+-^mvb由②③④可得Kv=O,Vb=y]5.^gR⑤可知，爪6碰后交换速度，a静止，A向右运动.(2)要使小球/;不脱离轨道，有两种情况：情况一：小球A恰能

5、滑过圆周轨道最高点，进入研轨道.则小球6在最高点应满足"'斤'mg小球Zr碰后直到/^的过程，由动能定理得,1212—UnigR—mg•27?=—mvp—~niVb由⑤⑥⑦式，可得#^^=0.927?情况二：小球6上滑至四分之一圆轨道的吋，速度恰好减为零，然后滑回从则由动能走律得,12—nmgR—mgR=^——nivb由⑤⑧式，可得#>2.37^若7?'=2.57?,由上而分析可知，6球必定滑回从设其能向左滑过轨道与球碰撞，且a球能到达从在/?的速度为心，巾于6碰撞无能量损失，则由能量守恒定律得mv=

6、

7、//?^+呵.1.8/?+2"mgR(9)由②⑨式，可得^=0故a球不能滑冋倾斜轨道JA，/)两球将在及0之间做往返运动，最终球将停在C处，6球将停在⑶轨道上的某处.设6球在⑺轨道上运动的总路程为6，，由于&A碰撞无能量损失，则由能量守恒定律得

8、/^2=⑩由②⑩两式，可得6,=5.67?所以6球将停在A左侧，距A点0.6斤处；a球停在A左侧，距/?点"处.1.(2012•佛山南海区摸底)如图6所示，光滑水平而与粗糙斜而仪’在//处通过圆弧衔接，质量；1/=0.3kg的小木块静Lt在水平而上的/I点.现

9、有一质量///=0.2kg子弹以Ko=20m/s的初速度水平地射入木块(但未穿出)，它们一起沿运动，并冲上從；已知木块与斜面间的动摩檫因数#=0.5,斜面倾角#=45°,重力加速度flOm/s2，木块在"处无机械能损失.试求：图6(1)子弹射入木块后的共同速度；(2)子弹和木块能冲上斜而的最大高度.【答案】(1)8m/s(2)2.13m【解析】(1)子弹射入木块的过程中，子弹与木块系统动量守恒，设共同速度为「，则瞩=("/+劝r代入数据解得r=8m/s.(2)子弹与木块以初速度iz冲上斜面，到达最大高度

10、吋，瞬吋速度为零子弹和木块在斜面上受到的支持力A=(.¥+///)^cos0受到的摩擦力/*="凡=P0/+/7?)^COS0对子弹和木块冲上斜面的过程应用动能定理，设最大高度为/A有—(J/+/Z；)gh—f，’1n=0—(#+///)vsin02代入数据，解以上两式得A=2.13m.