2017高考物理碰撞与动量守恒专题06多体作用模型含解析.doc

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1、专题06多体作用模型1．（2017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：；-14-答：①A物体的最终速度为；②A在木板C上滑行的时间．2．（18分）目前雾

2、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1次碰撞后雨滴的速度大小。(3)若初始时雨滴受到的

3、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：-14-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。列车在平直轨道上启动，求：（1）机车挂接第

4、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，-14-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节车厢时列车的速度为。要使全部车厢都

5、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2碰撞，由动量守恒定律，mv

6、0=2mv1，解得：v1=v0/2。-14-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。狗与雪橇始终沿一条直线运动。若狗跳

7、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)次跳下雪橇后雪橇的速度为

8、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vn满足Mvn＋m(vn＋v′