高考物理热点专项练习六：碰撞与动量守恒

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1、高考热点专项练六碰撞与动量守恒热点一动量定理的应用1.一个质量为0.3kg的小球，在光滑水平面上以6m/s的速度垂直撞到墙上，碰撞后小球沿相反方向运动，反弹后的速度大小为4m/s。则碰撞前后墙对小球的冲量/的大小及碰撞过程中墙对小球做的功W分别为()A.1=3kg-m/s,W=~3JB./=0.6kg-m/s,W=—3JC.1=3kg-m/s,W=7.8JD.1=0.6kg-m/s,W=3J解析：碰撞前后墙对小球的冲量大小I=nwr—加(一c)=3kg-m/s,碰撞过程中墙对小球做的功等于小球动能的改变量，即w=^mv'2—*〃厲2=一3J,选项A正确。答案：A2.(2015-安徽理综

2、・22)—质量为0.5kg的小物块放在水平地面上的A点，距离A点5m的位置3处是一面墙，如图所示。物块以v()=9m/s的初速度从人点沿AB方向运动，在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7m/s,碰后以6m/s的速度反向运动直至静止。g取10m/s2oJAB(1)求物块耳地血间的动摩擦因数“；(2)若碰撞吋间为0.05s,求碰撞过程中墙血对物块平均作用力的大小F；(3)求物块在反向运动过程屮克服摩擦力所做的功W。解析：(1)由动能定理，有—pmgx=^mv2可得“=().32(2)由动量定理，有Ft=nw'—mv可得F=130N1J(3)Wp"e~=9J答案：(1)0.32(2)130N(3)

3、9J热点二动量守恒定律的应用3.在光滑的水平面上，有a、b两球，其质量分别为"八如”两球在®吋刻发生正碰，并且在碰撞过程中无机械能损失，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.tna>tnbC•tna=mbD•无法判断解析：由动量守恒定律得m^a=mc^）a+tnhvhf,由于＜0,则b球获得的动量大于G球最初的动量。若叫=叫,则两球交换速度，与图象不符；由Ek=fmh9则b球的动能将会大于a球最初的动能，违背能量守恒定律，则必然满足〃咖答案：B4.^77^77777777^777777777^7777777.（2017-陕西商洛模拟）如图，水平面上有一质量加=lkg的小

4、车，其右端固定一水平轻质弹簧，弹簧左端连接一质量申）=1kg的小物块，小物块与小车一起以％=6m/s的速度向右运动，与静止在水平面上质量M=4kg的小球发生正碰，碰后小球的速度变为v=2m/s,碰撞时间极短，弹簧始终在弹性限度内，忽略一切摩擦阻力。则从碰后瞬间到弹簧被压缩至最短的过程中，弹簧弹力对小车的冲量大小为（）B.4N-sA.2N-sC.5N-sD・8N-s解析：小车与小球碰撞过程，根据动量守恒定律有mv（）=Mv+mVi解得6=—2m/s,负号表示碰撞后小车向左运动当弹簧被压缩到最短时，设小车的速度大小为血，根据动量守恒定律有加0%+"血I=（mo+fn）V2解得v2=2m/s

5、设从碰撞后瞬间到弹簧被压缩到最短的过程中，弹簧弹力对小车的冲量大小为/,根据动量定理有I=mV2—tnV[解得/=4N・s。故选项B正确。答案：B5.如图所示，将一质量为lkg的铅球以水平向右的初速度％抛出，落入一个长为lm,质量为10kg,以水平速度1m/s向左运动的装着沙子的小车中，小车与水平面的摩擦不计,已知铅球刚抛出时离车顶的竖直高度为5m,取^=10m/s2,求：(1)为使小车被小球撞击后不能向前运动，则％最小应为多大？(2)在％的最小值前提下，为使小球能落入车中，小球抛出时离小车前壁的水平距离为多大。解析：小球和小车作为一个系统在水平方向上不受外力作用，在水平方向上动量守恒

6、。使小车在小球撞击后不能向前运动，且当小球和小车静止时，有最小的“)。10X1(1)加％—加总o=0,00=~^~=_j_m/s=10m/s(2)小球从5m高处平抛，根据下落时间为设小球抛岀时离小车前壁的水平距离为兀，x=zv+w=[10xl+lxl]m=llm即当x=llm时，小球落在车前壁上，因车长Im,当兀=10m时，则落到车后壁上。要使球落入车中，小球抛出时离小车前壁的水平距离为10m

7、小炸药包(质量不计，可视为质点)。木板左端有一质量为加可视为质点)的滑块。滑块与木板间的动摩擦因数恒定，整个系统处于静止状态。给滑块一个水平向右的初速度％,滑块相对于木板向右运动，刚好能与小炸药包接触，此时小炸药包爆炸(此过程时间极短，爆炸后滑块与木板只在水平方向运动，且完好无损)，滑块向左运动，最终回到木板的左端，恰与木板相对静止。求小炸药包爆炸完毕时滑块和木板的速度。炸药包解析：滑块相对木板向右运动，刚好能与炸药包接触，此吋滑块和木板的速度