2019-2020年高考物理最新模拟题精选训练碰撞与动量守恒专题06多体作用模型含解析

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1、2019-2020年高考物理最新模拟题精选训练碰撞与动量守恒专题06多体作用模型含解析1.(xx广西崇左摸底)如图所示,可看成质点的A物体叠放在上表面光滑的B物体上,一起以v0的速度沿光滑的水平轨道匀速运动,与静止在同一光滑水平轨道上的木板C发生完全非弹性碰撞,B、C的上表面相平且B、C不粘连,A滑上C后恰好能到达C板的最右端,已知A、B、C质量均相等,木板C长为L,求①A物体的最终速度②A在木板C上滑行的时间.②在A、C相互作用过程中,根由能量守恒定律得:,解得:,此过程中对C,由动量定理得:ft=mv2﹣mv1,解得:;答:①A物体的最终速

2、度为;②A在木板C上滑行的时间.2.(18分)目前雾霾天气仍然困扰人们,为了解决此难题很多环保组织和环保爱好者不断研究。某个环保组织研究发现通过降雨能有效解决雾霾天气。当雨滴在空中下落时,不断与漂浮在空气中的雾霾颗粒相遇并结合为一体,其质量不断增大,直至落地。现将上述过程简化为沿竖直方向的一系列碰撞。已知雨滴的初始质量为m,初速度为v0,每个雾霾颗粒质量均为m0,假设雾霾颗粒均匀分布,且雨滴每下落距离h后才与静止的雾霾颗粒碰撞并立即结合在一起。试求:(1)若不计重力和空气阻力,求第n次碰撞后雨滴的速度大小。(2)若不计空气阻力,但考虑重力,求第

3、1次碰撞后雨滴的速度大小。(3)若初始时雨滴受到的空气阻力是f,假设空气阻力只与结合体的质量有关。以后每碰撞一次结合体受到的空气阻力都变为碰前的2倍,当第n次碰后结合体的机械能为E,求此过程因碰撞损失的机械能△E。(3)由功能原理及能量守恒得:又(3分)两式联立解得(3分)3.列车载重时简单地直接启动有困难,司机常常先倒车再启动前进。在平直轨道上机车起动时的牵引力为F,机车后面挂接有49节车厢,设机车与每节车厢的质量都为m,机车和每节车厢所受的阻力都为自身重力的k倍,倒车后各节车厢间挂钩所留间隙为d,倒车挂钩位置和列车前进时挂钩位置如图所示。列

4、车在平直轨道上启动,求:(1)机车挂接第1节车厢时的速度;(2)机车带动第49节车厢时列车的速度,并说明倒车起动的优点。(2)1、2一起前进d个的过程,由动能定理,(F-2kmg)d=mv2‘2-mv22,解得v2‘2=(-3kg)d。1、2整体挂接车厢3的过程,由动量守恒定律,2mv2‘=3mv3,1、2、3一起前进d个的过程,由动能定理,(F-3kmg)d=mv3‘2-mv32,解得v3‘2=(-6kg)d。同理可得:v49‘2=(-kg)d。最后挂接过程,由动量守恒定律,49mv49‘=50mv50,解得:v50=。即机车带动第49节车厢

5、时列车的速度为。要使全部车厢都能启动,要求v50,>0,即F>kmg.若直接启动,则F>50kmg.所以倒车启动时所需牵引力明显比直接启动要小,倒车更容易是列车启动。4.在光滑水平面上有n个完全相同的小物快(可看作质点)沿一直线排列,相邻两物快间距均为s,开始物块1以初速度v0向物块2运动,碰撞后粘在一起,又向物块3运动,碰撞后粘在一起,······,如此进行碰撞。(1)最后物块n的速度vn多大?(2)从物块1开始运动计时,到物块n刚开始运动,经历多长时间?每次碰撞所用时间不计。(2)从物块1开始运动,到与物块碰撞,需要时间t1=。物块1与物块

6、2碰撞,由动量守恒定律,mv0=2mv1,解得:v1=v0/2。物块1、2粘在一起向物块3运动,需要时间t2==2。同理,物块1、2、3粘在一起向物块4运动,需要时间t3==3。以此类推,n-1个物块粘在一起向物块n运动,需要时间tn==(n-1)。从物块1开始运动计时,到物块n刚开始运动,共需要时间t=t1+t2=+···+tn=(1+2+3+(n-1))=(n-1)。5.一个质量为M的雪橇静止在水平雪地上,一条质量为m的因纽特狗站在该雪橇上,狗向雪橇的正后方跳下,随后又追赶并向前跳上雪橇;其后狗又反复地跳下、追赶并跳上雪橇。狗与雪橇始终沿一

7、条直线运动。若狗跳离雪橇时雪橇的速度为v,则此时狗相对于地面的速度为v+v′(其中v′为狗相对于雪橇的速度,v+v′为代数和,若以雪橇运动的方向为正方向,则v为正值,v′为负值)。设狗总以速度v+v′追赶和跳上雪橇,雪橇与雪地间的摩擦忽略不计。已知v的大小为5m/s,v′的大小为4m/s,M=30kg,m=10kg。(1)求狗第一次跳上雪橇后两者的共同速度的大小。(2)求雪橇最终速度的大小和狗最多能跳上雪橇的次数。(供使用但不一定用到的对数值:lg2=0.301,lg3=0.477)(2)方法一:设雪橇运动的方向为正方向。狗第(n-1)次跳下雪

8、橇后雪橇的速度为vn-1,则狗第(n-1)次跳上雪橇后的速度vn-1′满足Mvn-1+mv=(M+m)vn-1′,这样,狗n次跳下雪橇后,雪橇的速度为

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